SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA DE CC.
Un sistema de distribución de potencia que comprende:
un primer sistema de distribución de servicio que incluye:
un primer cuadro (16) de distribución que incluye aparamenta eléctrica de protección con contactos, y
una primera barra (25) colectora de distribución de cc conectada al primer cuadro (16) de distribución para llevar una tensión de distribución y una corriente de distribución;
un primer sistema de generación de potencia que incluye una primera fuente (13, 14) de potencia y un primer convertidor (15) de potencia para suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio, estando conectada la primera fuente (13, 14) de potencia al primer cuadro (16) de distribución mediante el primer convertidor (15) de potencia;
un subsistema de distribución de potencia zonal que incluye:
una unidad (23) de suministro de potencia zonal para suministrar potencia a una primera carga eléctrica, y
un almacenamiento (22) de energía zonal conectado al primer cuadro (16) de distribución mediante un segundo convertidor (21) de potencia y a la unidad (23) de suministro de potencia zonal, suministrando el almacenamiento (22) de energía zonal potencia a la unidad (23) de suministro de potencia zonal; y
una segunda carga (5, 6) eléctrica conectada al primer cuadro (16) de distribución mediante un tercer convertidor (4) de potencia;
en el que el primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia se regula según una característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y una característica de inicio de fuente de potencia, y en el que el tercer convertidor (4) de potencia que conecta la segunda carga (5, 6) eléctrica al primer cuadro (16) de distribución se regula según una característica de desconexión de carga y estabilización;
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
el flujo de corriente es unidireccional;
una tensión de salida de estado estacionario es la suma de un valor de referencia de tensión de barra colectora de descarga y una componente de disminución de estado estacionario que es proporcional a la corriente de carga de modo que la tensión de salida de estado estacionario es según una línea de carga de estado estacionario;
la corriente de estado estacionario se limita a un nivel particular;
si la corriente de carga supera de manera transitoria el límite de corriente de estado estacionario y se acerca, aunque no supera, un nivel límite de corriente transitoria particular, la tensión de salida se reducirá de manera transitoria con respecto a la línea de carga de estado estacionario y se recuperará a la línea de carga de estado estacionario cuando la corriente de estado estacionario se reduzca por debajo del límite de corriente de estado estacionario; y
si la corriente de carga supera de manera continua el límite de corriente de estado estacionario, o supera el nivel límite de corriente transitoria particular, se aplica regresión de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo;
caracterizado porque se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se abran sólo cuando la tensión de distribución y la corriente de distribución se han reducido a niveles aceptables por la interacción de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia con uno de (a) una fuga que causa que una impedancia excesivamente baja se conecte a través de la tensión de distribución, (b) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera automáticamente dentro del sistema de distribución de potencia, (c) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera manualmente dentro del sistema de distribución de potencia, y (d) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera de manera remota; y
en el que se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se cierren sólo cuando la polaridad de la tensión a través de los contactos sea tal que cualquier corriente transitoria o de entrada esté restringida por uno de (a) la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y la característica de inicio de fuente de potencia, y (b) la característica de desconexión de carga y estabilización; y
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye además regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
las variaciones de corriente de carga transitorias alrededor de un punto de carga de estado estacionario causan que la tensión de salida siga una línea de carga transitoria cuyo gradiente es menor que el gradiente de la línea de carga de estado estacionario;
cuando se aplica regresión de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo, la tensión de salida y la corriente de salida permanecen a cero o aproximadamente a cero hasta que la impedancia de carga ha aumentado por encima de un nivel particular; y
si la impedancia de carga aumenta por encima del nivel particular entonces la tensión de carga se recupera inicialmente de manera parcial y a continuación se eleva hasta un punto operativo deseado
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07019611.
Solicitante: CONVERTEAM LTD.
Nacionalidad solicitante: Reino Unido.
Dirección: BOUGHTON ROAD,RUGBY WARWICKSHIRE CV21 1BU.
Inventor/es: CRANE,ALLAN DAVID.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 8 de Octubre de 2007.
Fecha Concesión Europea: 9 de Junio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B63H21/20 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS. › B63H PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos de colchón de aire B60V 1/14; especialmente adaptados para submarinos que no sean de propulsión nuclear, B63G; especialmente adaptados para torpedos F42B 19/00). › B63H 21/00 Utilización de plantas o grupos motrices de propulsión a bordo de embarcaciones. › siendo el buque propulsado por una combinación de grupos motrices de diferentes tipos.
- B63H23/24 B63H […] › B63H 23/00 Transmisión de la energía desde la planta o grupo motriz de propulsión a los elementos propulsores (adaptación de la transmisión permitiendo la regulación en posición o en dirección de hélices B63H 5/125; transmisión entre motores de viento y elementos de propulsión B63H 13/00, en unidades de propulsión fuera borda B63H 20/14; adaptación de la transmisión que permita el reglaje de las hélices B63H 20/08). › eléctrico.
- H01H33/59C
- H02H7/26G
- H02J1/14 ELECTRICIDAD. › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O LA DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA. › H02J 1/00 Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente continua. › Equilibrado de la carga en una red.
- H02J4/00 H02J […] › Circuitos para redes principales o de distribución, no estando especificada la naturaleza alterna o continua de la corriente.
Clasificación PCT:
- B63H23/24 B63H 23/00 […] › eléctrico.
- H01H33/59 H […] › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 33/00 Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes con medios de extinción o prevención de arcos. › Circuitos no adaptados a una aplicación particular del interruptor y no previstos en otro lugar, p. ej. para asegurar el funcionamiento del interruptor en un punto predeterminado del ciclo de corriente alterna.
- H02H3/02 H02 […] › H02H CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación o señalización de condiciones de trabajo indeseables G01R, p. ej. G01R 31/00, G08B; localización de defectos a lo largo de las líneas G01R 31/08; dispositivos de protección H01H). › H02H 3/00 Circuitos de protección de seguridad para desconexión automática respondiendo directamente a un cambio indeseado de las condiciones eléctricas normales de trabajo con o sin reconexión (especialmente adaptados para máquinas o aparatos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas H02H 7/00; sistemas para conmutación de la alimentación de reserva H02J 9/00). › Detalles.
- H02H3/06 H02H 3/00 […] › con reconexión automática.
- H02H7/26 H02H […] › H02H 7/00 Circuitos de protección de seguridad especialmente adaptados para máquinas o aparatos eléctricos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas, y efectuando una conmutación automática en el caso de un cambio indeseable de las condiciones normales de trabajo (asociación estructural de órganos de protección con máquinas o aparatos específicos y su protección sin desconexión automática, ver la subclase correspondiente a tales máquinas o aparatos). › Protección seccional de sistemas de cables o líneas, p. ej. para desconectar una sección en la que un cortocircuito, un defecto de tierra, o una descarga de arco se ha producido (localización de defectos en los cables G01R 31/08).
- H02J1/10 H02J 1/00 […] › Funcionamiento de fuentes de corriente continua en paralelo.
- H02J4/00 H02J […] › Circuitos para redes principales o de distribución, no estando especificada la naturaleza alterna o continua de la corriente.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
![SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA DE CC.](https://patentados.com/img/2010/10/sistema-de-distribucion-de-potencia-de-cc.jpg)
Fragmento de la descripción:
Sistema de distribución de potencia de cc.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de distribución de potencia, y en particular a un sistema de distribución de potencia "inteligente" que puede usarse para sistemas de propulsión y potencia navales. El sistema de distribución de potencia permite a un sistema de propulsión y potencia naval conseguir densidad de potencia, eficacia y estabilidad máxima y facilita inserciones de tecnología futura por medio de un enfoque modular e interfaces estándar.
Antecedentes de la técnica
En sistemas de propulsión y potencia navales convencionales que emplean propulsión completamente eléctrica (FEP), se usa discriminación de magnitud-tiempo de corriente de fuga para permitir a la aparamenta eléctrica de protección interrumpir fugas de sobrecorriente, en particular, subcircuitos al tiempo que causa la mínima disrupción práctica a los demás subcircuitos. Se dice que tales sistemas FEP emplean el "principio de estación de potencia" en el que el objetivo es adaptar la capacidad de generación de potencia que está en línea en cualquier momento particular a la carga total que se toma en ese momento. Esto tiene el efecto de maximizar la eficacia del combustible. La configuración de tales sistemas FEP normalmente se automatiza hasta cierto punto por un sistema de gestión de potencia con la capacidad de desconectar carga e iniciar generadores de manera priorizada. La corriente alterna se distribuye a través de los sistemas FEP a media tensión (MT) para mantener la compatibilidad con sistemas terrestres.
Un ejemplo de un sistema FEP convencional se muestra en la figura 1. Una serie de turbinas T y motores diésel D se usan para alimentar generadores G individuales. Estos suministran potencia de ca al sistema FEP a través de un sistema de barra colectora de ca de media tensión (MT) que está equipado con aparamenta eléctrica de protección. La aparamenta eléctrica de protección comprende interruptores y controles asociados y se representa en la figura 1 mediante el símbolo x. Se usan convertidores de potencia PC para interconectar el sistema de barra colectora de ca de MT a un motor de propulsión PM eléctrico que acciona una hélice. También se conectan filtros F al sistema de barra colectora de ca de MT. El sistema de barra colectora de ca de MT se divide en una primera barra colectora de ca de MT y una segunda barra colectora de ca de MT que se interconectan mediante aparamenta eléctrica de protección. Una primera barra colectora de ca de baja tensión (BT) se conecta a la primera barra colectora de ca de MT a través de un primer transformador. Una segundo barra colectora de ca de BT se conecta a la segunda barra colectora de ca de MT a través de un segundo transformador. Las barras colectoras de ca de BT primera y segunda se interconectan mediante aparamenta eléctrica de protección. Una serie de cargas mayores y menores no especificadas pueden conectarse a las barras colectoras de ca de BT primera y segunda, respectivamente. Quedará claro a partir de la figura 1 que las cargas menores se conectan a las barras colectoras de ca de BT primera y segunda a través de las barras colectoras de ca de BT primera y segunda menores.
Seis niveles de discriminación de magnitud-tiempo del sistema FEP se muestran a lo largo del lado derecho de la figura 1. La aparamenta eléctrica de protección se representa mediante el símbolo x en cada uno de los niveles de discriminación. Por ejemplo, en el nivel de discriminación 6 la aparamenta eléctrica de protección se ubica entre la barra colectora de ca de MT y cada uno de los generadores G. En el nivel de discriminación 5 la aparamenta eléctrica de protección se ubica entre la barra colectora de ca de MT y cada uno de los filtros F y entre la barra colectora de ca de MT y cada uno de los convertidores de potencia PC. La aparamenta eléctrica de protección se ubica entre la barra colectora de ca de MT y cada uno de los transformadores que se usan para conectar las barras colectoras de ca de MT primera y segunda a las barras colectoras de ca de BT primera y segunda, respectivamente. En el nivel de discriminación 4 la aparamenta eléctrica de protección se ubica entre cada uno de los transformadores y las barras colectoras de ca de BT respectivas. En el nivel de discriminación 3 la aparamenta eléctrica de protección se ubica entre las barras colectoras de ca de BT primera y segunda y cada una de las cargas grandes y entre cada una de las respectivas alimentaciones a las barras colectoras de ca de BT menores. En el nivel de discriminación 2, la aparamenta eléctrica de protección adicional se ubica entre las barras colectoras de ca de BT primera y segunda y las partes asociadas de las barras colectoras de ca de BT menores. En el nivel de discriminación 1 la aparamenta eléctrica de protección se ubica entre las barras colectoras de ca de BT menores y cada una de las cargas menores.
Un cortocircuito en cualquier nivel de discriminación particular del sistema FEP debe activar la aparamenta eléctrica de protección asociada en ese nivel pero no debe causar que se active ninguna otra aparamenta eléctrica de protección. Los niveles protectores de corriente de fuga se determinan en su totalidad mediante impedancia de suministro y la aparamenta eléctrica de protección sólo puede interrumpir la corriente de fuga (es decir, la corriente que fluye en el sistema FEP durante una fuga) mucho después de que haya pasado la corriente de fuga pico. Por tanto, la corriente de fuga normalmente sólo se interrumpe al invertirse, o poco después de que se invierta, la corriente de línea.
El sistema FEP convencional mostrado en la figura 1 tiene las siguientes desventajas técnicas.
La magnitud de la corriente de fuga se ve influida por el número y el tipo de generadores G que están en línea en un punto particular de acoplamiento común; cuanto más baja sea la impedancia de generador combinada mayor será la corriente de fuga. Se producen amplias variaciones en la posible corriente de fuga y la configuración del equipo de protección puede tener que poder ajustarse de manera continua para garantizar la discriminación de fuga.
La magnitud de la corriente de fuga aumenta a medida que la tensión de distribución (es decir, la tensión que llevan las diversas barras colectoras de ca en el sistema FEP) se reduce. A medida que aumenta el régimen de potencia instalada total y/o se reduce la tensión de distribución, la corriente de fuga resultante puede superar la capacidad de la aparamenta eléctrica de protección disponible. Puede ser que los sistemas de distribución de potencia de media tensión tengan que recurrir al uso de transformadores de reducción de carga y sistemas de aislamiento especializados con el fin de permitir el uso de una tensión de distribución lo suficientemente alta para superar las limitaciones de la aparamenta eléctrica de protección.
Las características de los generadores G pueden variar ampliamente en cuanto a dependencia del tiempo y magnitudes pico de componentes de ca y cc para ayudar a la compartición de carga. (Se diseñan reguladores de tensión automáticos (AVR) para ayudar a la compartición de carga.) Además, estas características se ven fuertemente influidas por el tipo de motores principales (motor diésel D o turbina T, por ejemplo) acoplado al generador y sus respuestas controladas por acoplamiento y reguladas resultantes pueden estar sujetas a disparidades significativas. Cuando un grupo de generadores G se conecta a un punto de acoplamiento común entonces las disparidades a menudo se vuelven problemáticas, particularmente durante la conmutación de circuitos pasivos tales como filtros y transformadores y durante transitorios de carga.
El sistema FEP a menudo se divide en múltiples puntos de acoplamiento común que a menudo se denominan "islas". Todas las islas pueden conectarse entre sí en paralelo para dar una disposición de una única isla (por ejemplo, para accionamiento de un solo motor) o pueden separarse para proporcionar redundancia y tolerancia a los fallos de capacidad tras fallos de equipo. La sincronización y la transferencia de carga entre islas individuales es complicada, particularmente cuando tienen diferentes grados de contaminación por armónicos y cuando las disparidades mencionadas anteriormente están presentes. La potencia propulsora normalmente se toma de las islas en un sistema de distribución de propulsión (PDS) y otras cargas pueden alimentarse mediante islas en un sistema de distribución de servicio de barco (SSDS) cuya potencia habitualmente se deriva del PDS. La discriminación protectora y la calidad del suministro de...
Reivindicaciones:
1. Un sistema de distribución de potencia que comprende:
un primer sistema de distribución de servicio que incluye:
un primer sistema de generación de potencia que incluye una primera fuente (13, 14) de potencia y un primer convertidor (15) de potencia para suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio, estando conectada la primera fuente (13, 14) de potencia al primer cuadro (16) de distribución mediante el primer convertidor (15) de potencia;
un subsistema de distribución de potencia zonal que incluye:
una segunda carga (5, 6) eléctrica conectada al primer cuadro (16) de distribución mediante un tercer convertidor (4) de potencia;
en el que el primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia se regula según una característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y una característica de inicio de fuente de potencia, y en el que el tercer convertidor (4) de potencia que conecta la segunda carga (5, 6) eléctrica al primer cuadro (16) de distribución se regula según una característica de desconexión de carga y estabilización;
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
el flujo de corriente es unidireccional;
una tensión de salida de estado estacionario es la suma de un valor de referencia de tensión de barra colectora de descarga y una componente de disminución de estado estacionario que es proporcional a la corriente de carga de modo que la tensión de salida de estado estacionario es según una línea de carga de estado estacionario;
la corriente de estado estacionario se limita a un nivel particular;
si la corriente de carga supera de manera transitoria el límite de corriente de estado estacionario y se acerca, aunque no supera, un nivel límite de corriente transitoria particular, la tensión de salida se reducirá de manera transitoria con respecto a la línea de carga de estado estacionario y se recuperará a la línea de carga de estado estacionario cuando la corriente de estado estacionario se reduzca por debajo del límite de corriente de estado estacionario; y
si la corriente de carga supera de manera continua el límite de corriente de estado estacionario, o supera el nivel límite de corriente transitoria particular, se aplica regresión de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo;
caracterizado porque se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se abran sólo cuando la tensión de distribución y la corriente de distribución se han reducido a niveles aceptables por la interacción de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia con uno de (a) una fuga que causa que una impedancia excesivamente baja se conecte a través de la tensión de distribución, (b) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera automáticamente dentro del sistema de distribución de potencia, (c) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera manualmente dentro del sistema de distribución de potencia, y (d) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera de manera remota; y
en el que se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se cierren sólo cuando la polaridad de la tensión a través de los contactos sea tal que cualquier corriente transitoria o de entrada esté restringida por uno de (a) la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y la característica de inicio de fuente de potencia, y (b) la característica de desconexión de carga y estabilización; y
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye además regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
las variaciones de corriente de carga transitorias alrededor de un punto de carga de estado estacionario causan que la tensión de salida siga una línea de carga transitoria cuyo gradiente es menor que el gradiente de la línea de carga de estado estacionario;
cuando se aplica regresión de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo, la tensión de salida y la corriente de salida permanecen a cero o aproximadamente a cero hasta que la impedancia de carga ha aumentado por encima de un nivel particular; y
si la impedancia de carga aumenta por encima del nivel particular entonces la tensión de carga se recupera inicialmente de manera parcial y a continuación se eleva hasta un punto operativo deseado.
2. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 1, que comprende además:
un segundo sistema de distribución de servicio que incluye:
un segundo sistema de generación de potencia que incluye una segunda fuente (17, 18) de potencia y un cuarto convertidor (19) de potencia para suministrar potencia al segundo sistema de distribución de servicio, estando conectada la segunda fuente (17, 18) de potencia al segundo cuadro (20) de distribución por el cuarto convertidor (19) de potencia;
en el que el almacenamiento (22) de energía zonal del sistema de distribución de potencia zonal se conecta al segundo cuadro (20) de distribución.
3. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 2, que comprende además:
un primer sistema (4, 5, 6) de accionamiento de propulsión;
un segundo sistema (7, 8, 9) de accionamiento de propulsión;
un primer sistema de generación de potencia de propulsión que incluye una fuente (1, 2, 3) de potencia; y
un segundo sistema de generación de potencia de propulsión que incluye una fuente (10, 11, 12) de potencia;
en el que el primer sistema (4, 5, 6) de accionamiento de propulsión tiene tres entradas de suministro de potencia, pudiendo seleccionarse cada entrada, y la primera entrada de suministro de potencia se conecta al primer sistema de generación de potencia de propulsión, la segunda entrada de suministro de potencia se conecta al segundo sistema de generación de potencia de propulsión, y la tercera entrada de suministro de potencia se conecta al primer cuadro (16) de distribución.
4. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 3, en el que el segundo sistema (7, 8, 9) de accionamiento de propulsión tiene tres entradas de suministro de potencia, pudiendo seleccionarse cada una, y en el que la primera entrada de suministro de potencia se conecta al primer sistema de generación de potencia de propulsión, la segunda entrada de suministro de potencia se conecta al segundo sistema de generación de potencia de propulsión, y la tercera entrada de suministro de potencia se conecta al segundo cuadro (20) de distribución.
5. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en el que el primer sistema de generación de potencia de propulsión tiene primeras y segundas salidas de suministro de potencia, pudiendo seleccionarse cada una, en el que la primera salida de suministro de potencia se conecta a la primera entrada de suministro de potencia del primer sistema (4, 5, 6) de accionamiento de propulsión y la segunda salida de suministro de potencia se conecta a la primera entrada de suministro de potencia del segundo sistema (7, 8, 9) de accionamiento de propulsión.
6. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 5, en el que el primer sistema de generación de potencia de propulsión tiene una tercera salida de suministro de potencia que puede seleccionarse y se conecta al primer cuadro (16) de distribución.
7. Un sistema de distribución de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el segundo sistema de generación de potencia de propulsión tiene primeras y segundas salidas de suministro de potencia, pudiendo seleccionarse cada una, en el que la primera salida de suministro de potencia se conecta a la segunda entrada de suministro de potencia del primer sistema (4, 5, 6) de accionamiento de propulsión y la segunda salida de suministro de potencia se conecta a la segunda entrada de suministro de potencia del segundo sistema (7, 8, 9) de accionamiento de propulsión.
8. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 7, en el que el segundo sistema de generación de potencia de propulsión tiene una tercera salida de suministro de potencia que puede seleccionarse y se conecta al segundo cuadro (20) de distribución.
9. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que se suministra potencia al primer sistema de distribución de servicio a través del primer cuadro (16) de distribución mediante uno o más de los siguientes:
el primer sistema de generación de potencia;
el almacenamiento (22) de energía zonal del subsistema de distribución de potencia zonal;
un sistema de accionamiento de propulsión que opera en un modo regenerativo;
un sistema de generación de potencia de propulsión; y
un sistema de suministro de potencia remoto.
10. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que la fuente de potencia del primer sistema de generación de potencia es uno o más de los siguientes:
un generador (13, 14) diésel;
un generador de turbina de gas;
un generador de turbina de vapor;
un generador de turbina de vapor y de gas de ciclo combinado;
un generador diésel de ciclo cerrado (sin aireación);
una batería;
una pila de combustible;
una celda de flujo;
un generador de volante de inercia;
un supercondensador; y
un almacenamiento de energía magnético superconductor.
11. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer convertidor (15) de potencia que conecta la primera fuente (13, 14) de potencia del primer sistema de generación de potencia al primer cuadro (16) de distribución es un convertidor cc/cc modulado por ancho de impulso.
12. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que el segundo convertidor (21) de potencia que conecta el almacenamiento (22) de energía zonal al primer cuadro (16) de distribución es un convertidor cc/cc modulado por ancho de impulso.
13. Un sistema de distribución de potencia según la reivindicación 12, en el que el segundo convertidor (21) de potencia que conecta el almacenamiento (22) de energía zonal al primer cuadro (16) de distribución se polariza como un interruptor elevador cuando fluye potencia desde el primer sistema de distribución de servicio al interior del almacenamiento (22) de energía zonal del subsistema de distribución de potencia zonal, y el segundo convertidor (21) de potencia se polariza como un interruptor reductor cuando fluye potencia desde el almacenamiento (22) de energía zonal del subsistema de distribución de potencia zonal al interior del primer sistema de distribución de servicio.
14. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que la tensión de carga se eleva hasta el punto operativo deseado según una tasa de elevación variable en el tiempo que se especifica para minimizar transitorios de tensión resultantes dentro del sistema de distribución de potencia.
15. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que la tensión de distribución se estabiliza mediante una función de línea de carga transitoria de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y mediante una limitación de función de tasa de cambio de corriente de carga de la característica de desconexión de carga y estabilización.
16. Un sistema de distribución de potencia según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer sistema de generación de potencia incluye una pluralidad de fuentes de potencia conectadas en paralelo para suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio, en el que la compartición de corriente de estado estacionario de la pluralidad de fuentes de potencia se coordina mediante una función de disminución de estado estacionario de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia de cada fuente de potencia, y en el que la compartición de corriente transitoria de la pluralidad de fuentes de potencia se coordina mediante una función de línea de carga transitoria de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia de cada fuente de potencia.
17. Un procedimiento de control de un sistema de distribución de potencia que comprende:
un primer sistema de distribución de servicio que incluye:
un primer sistema de generación de potencia que incluye una primera fuente (13, 14) de potencia y un primer convertidor (15) de potencia para suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio, estando conectada la primera fuente (13, 14) de potencia al primer cuadro (16) de distribución mediante el primer convertidor (15) de potencia; y
un subsistema de distribución de potencia zonal que incluye:
una segunda carga (5, 6) eléctrica conectada al primer cuadro (16) de distribución mediante un tercer convertidor (4) de potencia;
comprendiendo el procedimiento las etapas de:
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye las etapas de regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
el flujo de corriente es unidireccional;
una tensión de salida de estado estacionario es la suma de un valor de referencia de tensión de barra colectora de descarga y una componente de disminución de estado estacionario que es proporcional a la corriente de carga de modo que la tensión de salida de estado estacionario es según una línea de carga de estado estacionario;
la corriente de estado estacionario está limitada a un nivel particular;
si la corriente de carga supera de manera transitoria el límite de corriente de estado estacionario y se acerca, aunque no supera, a un nivel límite de corriente transitoria particular, la tensión de salida se reducirá de manera transitoria con respecto a la línea de carga de estado estacionario y se recuperará a la línea de carga de estado estacionario cuando la corriente de estado estacionario se reduzca por debajo del límite de corriente de estado estacionario; y
si la corriente de carga supera de manera continua el límite de corriente de estado estacionario, o supera el nivel límite de corriente transitoria particular, se aplica regresión de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo;
caracterizado porque se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se abran sólo cuando la tensión de distribución y la corriente de distribución se han reducido a niveles aceptables por la interacción de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia con uno de (a) una fuga que causa que una impedancia excesivamente baja se conecte a través de la tensión de distribución, (b) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera automáticamente dentro del sistema de distribución de potencia, (c) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera manualmente dentro del sistema de distribución de potencia, y (d) una instrucción de interactivación prioritaria que se genera de manera remota; y
en el que se hace que los contactos de la aparamenta eléctrica de protección se cierren sólo cuando la polaridad de la tensión a través de los contactos sea tal que cualquier corriente transitoria o de entrada esté restringida por uno de (a) la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y la característica de inicio de fuente de potencia, y (b) la característica de desconexión de carga y estabilización; y
en el que la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia incluye además regular la tensión de salida y la corriente de salida del primer convertidor (15) de potencia del primer sistema de generación de potencia de modo que:
variaciones de corriente de carga transitorias alrededor de un punto de carga de estado estacionario causan que la tensión de salida siga una línea de carga transitoria cuyo gradiente es menor que el gradiente de la línea de carga de estado estacionario; cuando la regresión se aplica de modo que la tensión de salida y la corriente de salida se reducen a cero o aproximadamente a cero según un proceso regenerativo, la tensión de salida y la corriente de salida permanecen a cero o aproximadamente a cero hasta que la impedancia de carga ha aumentado por encima de un nivel particular; y
si la impedancia de carga aumenta por encima del nivel particular entonces la tensión de carga se recupera inicialmente de manera parcial y a continuación se eleva hasta un punto operativo deseado.
18. Un procedimiento según la reivindicación 17, en el que la tensión de carga se eleva hasta el punto operativo deseado según una tasa de elevación variable en el tiempo que se especifica para minimizar transitorios de tensión resultantes dentro del sistema de distribución de potencia.
19. Un procedimiento según la reivindicación 17 o la reivindicación 18, en el que todos los parámetros de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia son programables.
20. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que la tensión de distribución se estabiliza mediante una función de línea de carga transitoria de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia y mediante una limitación de función de tasa de cambio de corriente de carga de la característica de desconexión de carga y estabilización.
21. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que el primer sistema de generación de potencia incluye una pluralidad de fuentes de potencia conectadas en paralelo para suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio, en el que la compartición de corriente de estado estacionario de la pluralidad de fuentes de potencia se coordina mediante una función de disminución de estado estacionario de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia de cada fuente de potencia, y en el que la compartición de corriente transitoria de la pluralidad de fuentes de potencia se coordina mediante una función de línea de carga transitoria de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia de cada fuente de potencia.
22. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, en el que el sistema de distribución de potencia tiene una secuencia de inicio de fuente de potencia en la que:
el valor de referencia de tensión de barra colectora de descarga de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia inicialmente se ajusta a cero;
la primera fuente (13, 14) de potencia del primer sistema de generación de potencia detecta la necesidad de iniciar el suministro de potencia mediante la detección de una de (a) la presencia de tensión de distribución resultante del cierre del primer cuadro (16) de distribución, (b) una instrucción de inicio prioritaria que se genera automáticamente dentro del sistema de distribución de potencia, (c) una instrucción de inicio prioritaria que se genera manualmente dentro del sistema de distribución de potencia, y (d) una instrucción de inicio prioritaria que se genera de manera remota;
al detectar la necesidad de iniciar el suministro de potencia, se inicia la primera fuente (13, 14) de potencia del primer sistema de generación de potencia y el valor de referencia de tensión de barra colectora de descarga de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia se eleva hasta un punto operativo deseado.
23. Un procedimiento según la reivindicación 22, en el que la tensión de carga se eleva hasta el punto operativo deseado según una tasa de elevación variable en el tiempo que se especifica según la capacidad dinámica de la primera fuente (13, 14) de potencia del primer sistema de generación de potencia y la necesidad de permitir que la primera fuente (13, 14) de potencia suministre de manera progresiva una proporción creciente de la corriente de carga total en el sistema de distribución de potencia para minimizar transitorios de tensión resultantes dentro del sistema de distribución de potencia.
24. Un procedimiento según la reivindicación 22 o la reivindicación 23, en el que todos los parámetros de la secuencia de inicio de fuente de potencia son programables.
25. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que la característica de desconexión de carga y estabilización incluye la etapa de regular la corriente de carga según un límite de corriente de modo que se permite que la corriente de carga alcance cualquier valor deseado pero siempre está sujeta a funciones de regulador prioritarias que:
limitan la tasa de cambio de corriente de carga resultante de los transitorios de tensión de distribución; y
se oponen a cualquier acción que de otro modo causaría que la corriente de carga superara el límite de corriente;
y en el que el límite de corriente:
26. Un procedimiento según la reivindicación 25, en el que todos los parámetros de la característica de desconexión de carga y estabilización son programables.
27. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, en el que el sistema de distribución de potencia tiene una secuencia de protección de sobrecorriente en una situación en la que se produce una fuga de baja impedancia en el sistema de distribución de potencia, incluyendo la secuencia de protección de sobrecorriente las etapas de:
localizar la fuga de baja impedancia dentro del sistema de distribución de potencia;
limitar la corriente de fuga y la tensión de distribución aplicando la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia;
limitar la corriente de carga aplicando la característica de desconexión de carga y estabilización;
detectar la interrupción de fuga;
abrir los contactos de la aparamenta eléctrica de protección;
esperar hasta la recuperación parcial de la tensión de distribución causada por la apertura de los contactos de la aparamenta eléctrica de protección;
esperar hasta la recuperación completa de la tensión de distribución causada por la aplicación de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia; y
esperar hasta la reaplicación de la corriente de carga causada por la aplicación de la característica de desconexión de carga y estabilización.
28. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 27, en el que el sistema de distribución de potencia tiene una secuencia de gestión de potencia o protectora de propósito general que incluye las etapas de:
detectar una condición de fuga o el establecimiento de cualquier condición de gestión de potencia que requiera que se abran los contactos de la aparamenta eléctrica de protección;
generar una instrucción de interactivación prioritaria;
limitar la tensión de distribución aplicando la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia;
limitar la corriente de carga aplicando la característica de desconexión de carga y estabilización;
detectar una interrupción de corriente de carga;
abrir los contactos de la aparamenta eléctrica de protección;
esperar hasta la recuperación parcial de la tensión de distribución causada por la apertura de los contactos de la aparamenta eléctrica de protección;
esperar hasta la recuperación completa de la tensión de distribución causada por la aplicación de la característica de regresión y estabilización de fuente de potencia; y
esperar hasta la reaplicación de la corriente de carga causada por la aplicación de la característica de desconexión de carga y estabilización.
29. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 28, en el que el almacenamiento (22) de energía zonal del subsistema de distribución de potencia zonal recibe potencia desde, o suministra potencia a, el primer sistema de distribución de servicio, estando regulada la potencia con el fin de:
recargar el almacenamiento (22) de energía zonal;
suministrar potencia al suministro (23) de potencia zonal del subsistema de distribución de potencia zonal;
suministrar potencia al primer sistema de distribución de servicio;
proporcionar un almacenamiento de energía en volumen;
suministrar potencia de manera continua para cualquier fin;
suministrar potencia de manera transitoria para ayudar a estabilizar la tensión de distribución;
suministrar potencia de manera transitoria para dar soporte a otras fuentes de potencia que tienen una mala respuesta transitoria;
proporcionar aislamiento entre el almacenamiento de energía zonal y el primer sistema de distribución de servicio para permitir que el suministro de potencia zonal opere de manera independiente cuando el primer sistema de distribución de servicio está sujeto a un fallo; o
permitir que el primer sistema de distribución de servicio opere de manera independiente del almacenamiento (22) de energía zonal cuando el almacenamiento (22) de energía zonal o el suministro (23) de potencia zonal está sujeto a un fallo.
Patentes similares o relacionadas:
Arquitectura de red de alimentación eléctrica, del 24 de Junio de 2020, de LIEBHERR-AEROSPACE TOULOUSE SAS: Arquitectura de red de alimentación eléctrica de aeronave, que comprende al menos un motor (116a, 116b, 116c, 116d) de compresor de un grupo acondicionamiento de aire […]
Aparato, método y artículo para la seguridad física de los dispositivos de almacenamiento de energía en vehículos, del 16 de Octubre de 2019, de Gogoro Inc: Un sistema de seguridad de un dispositivo portátil de almacenamiento de energía eléctrica para un dispositivo portátil de almacenamiento de energía […]
Aparato, método y artículo para proporcionar información sobre la disponibilidad de dispositivos de almacenamiento de energía en una máquina de recogida, carga y distribución de dispositivos de almacenamiento de energía, del 11 de Septiembre de 2019, de Gogoro Inc: Un método para proporcionar información sobre la disponibilidad de dispositivos portátiles de almacenamiento de energía eléctrica en una máquina […]
Método y aparato de red de potencia digital, del 4 de Septiembre de 2019, de Voltserver, Inc: Una red de potencia digital, que comprende: al menos un dispositivo de enrutamiento de potencia eléctrica digital configurado para facilitar […]
Sistema de puesta en seguridad para la conexión eléctrica de un equipo eléctrico a un aparato de alimentación eléctrica e instalación eléctrica que comprende un sistema de este tipo, del 5 de Junio de 2019, de SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS: Sistema de puesta en seguridad para la conexión eléctrica de un equipo eléctrico a un aparato de alimentación eléctrica , comprendiendo el aparato […]
Procedimiento y sistema de alimentación de energía eléctrica de una aeronave, del 29 de Mayo de 2019, de Safran Power Units: Procedimiento de alimentación de energía eléctrica de una aeronave que comprende una pluralidad de cargas que haya que alimentar (C1-C4) y un sistema […]
Dispositivo de derivación y kit de instalación para la conexión eléctrica de un circuito de derivación con un cable de paso, del 26 de Abril de 2019, de WOERTZ AG: Instalación eléctrica con integridad de circuito en caso de incendio, que comprende al menos un cable de paso que se puede guiar […]
Distribución de potencia en una embarcación, del 9 de Abril de 2019, de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT: Disposición para la distribución de potencia en una embarcación, que comprende: un primer bus DC que opera a un primer voltaje medio; […]