PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIÓN Y EL USO DE UN CONVERTIDOR COMO BLOQUEO DE FRECUENCIA DE AUDIO ACTIVO.

Procedimiento para la operación de un convertidor, en particular de una instalación de energía eólica (12,

12a, 12b), de un sistema generador (7) de corriente que se puede conectar a una red de corriente alterna (1), en particular de una instalación de energía eólica, en el que el convertidor (12, 12a, 12b) se opera por medio de un dispositivo de regulación (24) que regula el convertidor (12, 12a, 12b) como bloqueo activo de frecuencia de audio, con los siguientes pasos del procedimiento: - detección de al menos una corriente de frecuencia de audio de al menos una frecuencia de audio prefijada, - determinación de una evolución de corriente alterna que se ha de determinar en el convertidor (12, 12a, 12b) en el dispositivo de regulación (24), en el que en la evolución de la corriente alterna está aplicada al menos una corriente de frecuencia de audio detectada, al menos parcialmente, - generación de la evolución de la corriente alterna en el convertidor (12, 12a, 12b) y - alimentación de la evolución de corriente alterna generada por el convertidor (12, 12a, 12b) en la red de corriente alterna (1).

Procedimiento para la operación y el uso de un convertidor como bloqueo de frecuencia de audio activo La invención se refiere a un procedimiento para la operación de un convertidor, en particular de una instalación de energía eólica, de un sistema generador de corriente que se puede conectar a una red de corriente alterna, en particular de una instalación de energía eólica, así como al uso de un procedimiento para la operación del convertidor. La invención se refiere además a un producto de programa de ordenador que contiene medio de código de programación, un soporte de datos, un sistema generador que genera corriente, así como una instalación de energía eólica.

Las redes de corriente alterna se operan habitualmente con una frecuencia base de 50 Hz ó 60 Hz, por ejemplo en Norteamérica. Los generadores de corriente eléctrica, como por ejemplo centrales eléctricas, generadores o instalaciones de energía eólica, alimentan a esta frecuencia base la corriente generada en la red de corriente alterna. Los consumidores eléctricos pequeños o grandes, como por ejemplo los electrodomésticos eléctricos o empresas industriales extraen la potencia requerida en forma de corriente alterna de la red de corriente alterna.

Las redes de corriente alterna también se usan para la transmisión y control de señales. Por ejemplo, por medio de los denominados telemandos centralizados de frecuencia de audio se alimentan señales en la red de corriente alterna y se transmiten al receptor de señal. Con “frecuencia de audio” (también “TF”) se designa el intervalo de frecuencia que va de aproximadamente 100 Hz a aproximadamente 500 Hz, que se transmite en la red de corriente alterna también a lo largo de grandes distancias únicamente atenuado de modo poco importante. Típicamente, cada telemando centralizado envía con una frecuencia de control de onda fijada por el operador de red en el intervalo de frecuencias de audio.

Las señales de control de onda se solapan con la tensión de red del punto de conexión de un mando centralizado como tensión de control o alterna adicional. La amplitud de la tensión de control, en este caso, está en el intervalo de menos de 1 por ciento hasta poco porcentaje de la amplitud de la frecuencia base en la red de corriente alterna. En este contexto se usan de modo sinónimo los conceptos “aplicado”, “sumado” y “solapado”.

En el recorrido hacia el receptor de la señal de control de onda se atenúa la señal por medio de los consumidores y generadores de corriente conectados a la red, haciendo que los consumidores o generadores conectados absorban una parte de la corriente de señal, y con ello, reduzcan la corriente de señal restante en la red de corriente alterna. La atenuación es indeseada, ya que los niveles de señal de por sí ya son pequeños. Para mantener la atenuación en un nivel lo más reducido posible, se debería absorber la menor corriente de señal posible, o nada en absoluto, por parte de los consumidores o generadores conectados a la red de corriente alterna.

Cuánta corriente de señal es absorbida por un generador o por un consumidor depende de la tensión de señal y de la impedancia del consumidor o del generador correspondiente a la frecuencia de control de onda. La impedancia es la resistencia (compleja) dependiente de la frecuencia del consumidor o del generador. Cuanto mayor es la parte real de la impedancia del consumidor o del generador a la frecuencia de control de onda, menos potencia de señal se absorbe por el consumidor o generador. Para combatir una atenuación de señales de control de onda en la red de corriente alterna, con ello se requiere una impedancia elevada del generador o del consumidor a la frecuencia de control de onda.

A continuación se entra en la situación en el caso de generadores de corriente, en particular instalaciones de energía eólica. Las mismas reflexiones son válidas del mismo modo también para otros generadores de corriente.

Las instalaciones de energía eólica cuyos componentes eléctricos comprenden un generador, un convertidor de frecuencia y un transformador, presentan por regla general ya suficiente impedancia a la frecuencia de control de onda, de manera que no se emplean medios adicionales para recibir las señales de control de onda en la red de corriente alterna. En algunos lugares, en particular, cuando se trabaja con pequeñas amplitudes de señal, esto, sin embargo, no es suficiente.

Un ligero incremento de la impedancia es posible con medios pasivos. Para un incremento de la impedancia de 10 a 20 por ciento es suficiente con reemplazar un transformador ya existente por medio de un transformador con un mayor valor de tensión de cortocircuito, o llevar a cabo una conmutación de las tomas de tensión, en tanto que esto sea posible. Para un fuerte incremento de la impedancia a la frecuencia de audio se puede emplear también un bloqueo de frecuencia de audio o bien un filtro pasivo en forma de bancos de condensadores.

Tanto el transformador con elevado valor de tensión de cortocircuito como el bloqueo de frecuencia de audio pasivo tienen un requerimiento de espacio elevado como consecuencia del transformador dimensionado con gran tamaño o bien debido a la necesidad de bancos de condensadores dimensionados grandes. También estas medidas condicionan pérdidas elevadas y costes adicionales. El incremento de impedancia que se puede alcanzar es limitado.

Una fuerte mejora se consigue con un bloque de frecuencia de audio activo. Éste funciona de manera que las corriente de frecuencia de audio, es decir, las corrientes alternas en la frecuencia de control de onda o en la frecuencia de audio, se dejan pasar en primer lugar sin filtrar conjuntamente con la frecuencia base desde la red de corriente alterna a la instalación. El conjunto de la corriente que fluye en la instalación se mide en una medición de la corriente total. Por medio de un filtro de frecuencia ajustado a la frecuencia de audio o a la frecuencia de control de onda se determina a partir de él la parte de la corriente de frecuencia de audio, o bien la corriente de señal.

La corriente de frecuencia de audio medida se suministra a un amplificador, que genera una corriente de compensación de frecuencia de audio adaptada a la corriente de frecuencia de audio, que se alimenta de vuelta desde la posición de medición a la red. La corriente de frecuencia de audio que fluye a la instalación y la corriente de compensación de la frecuencia de audio alimentada de vuelta a la red se elevan en la suma, de manera que la disposición total a la frecuencia de audio aparece como de alta resistencia. La disposición es muy efectiva gracias a ello, si bien como consecuencia del gran amplificador requerido es cara y tiene un requerimiento de espacio elevado. También en esta técnica son inevitables las pérdidas en la potencia alimentada.

Además de las señales de control de onda, también otros generadores o consumidores generan corrientes de frecuencia de audio en la red de corriente alterna, sobre todo oscilaciones armónicas de la frecuencia base de la red de corriente alterna, aunque también otras componentes de la frecuencia de audio.

El documento EP 0 868 006 A da a conocer un procedimiento para la operación de un convertidor, en particular de una instalación de energía eólica, de un sistema generador que genera corriente que se puede conectar a una red de corriente alterna eléctrica, en particular de una instalación de energía eólica, en el que el convertidor se opera por medio de un dispositivo de regulación que regula el convertidor como bloqueo de frecuencia de audio, con los siguientes pasos del procedimiento:

- detección de al menos una corriente de frecuencia de audio de al menos una frecuencia de audio prefijada,

- determinación de una evolución de corriente alterna que se ha de determinar en el convertidor en el dispositivo de regulación.

En el documento DE 695 27 750 T2 se da a conocer un dispositivo para la compensación de una atenuación de señales del control de carga central condicionada por una carga de baja impedancia en una red de suministro de corriente. El dispositivo está formado por un circuito de detección, que sirve para captar señales del control de carga central, así como por un circuito de alimentación que está unido con el circuito de registro y alimenta señales a la red eléctrica y entre las conexiones de red del circuito de detección y de la carga de baja impedancia, que tienen la misma frecuencia que las señales del control de carga central y una... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la operación de un convertidor, en particular de una instalación de energía eólica (12, 12a, 12b) , de un sistema generador (7) de corriente que se puede conectar a una red de corriente alterna (1) , en particular de una instalación de energía eólica, en el que el convertidor (12, 12a, 12b) se opera por medio de un dispositivo de regulación (24) que regula el convertidor (12, 12a, 12b) como bloqueo activo de frecuencia de audio, con los siguientes pasos del procedimiento:

- detección de al menos una corriente de frecuencia de audio de al menos una frecuencia de audio prefijada,

- determinación de una evolución de corriente alterna que se ha de determinar en el convertidor (12, 12a, 12b) en el dispositivo de regulación (24) , en el que en la evolución de la corriente alterna está aplicada al menos una corriente de frecuencia de audio detectada, al menos parcialmente,

- generación de la evolución de la corriente alterna en el convertidor (12, 12a, 12b) y

- alimentación de la evolución de corriente alterna generada por el convertidor (12, 12a, 12b) en la red de corriente alterna (1) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las corrientes de frecuencia de audio de la parte de la red se detectan y/o porque las corrientes de frecuencia de audio se registran en un punto de alimentación de la red y/o se regulan en un punto de alimentación de la red y/o porque por medio del convertidor se alimenta una señal de control de onda.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque las corrientes de frecuencia de audio en la parte de la red se filtran por medio de al menos un filtro de paso de banda (19) a partir de la corriente alterna de la parte de la red y se envían al dispositivo de regulación (24) , o porque las corrientes de frecuencia de audio de la parte de la red se detectan en el dispositivo de regulación (24) .

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la parte del generador se detectan corrientes de frecuencia de audio, filtrándose las corrientes de frecuencia de audio de la parte del generador por medio de al menos un filtro de paso de banda a partir de la corriente alterna de la parte del generador, y se envían al dispositivo de regulación (24) y/o se detectan en el dispositivo de regulación (24) .

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el bloqueo activo de frecuencia de audio se puede ajustar o está ajustado a un intervalo de frecuencias limitado predeterminado para señales de una frecuencia o de banda estrecha en la parte de la red, pudiéndose ajustar o ajustándose el intervalo de frecuencias limitado predeterminado a una frecuencia de control de onda, atenuándose en el espectro de frecuencias oscilaciones armónicas de la frecuencia base frente a la frecuencia de control de onda, o pudiéndose ajustar o ajustándose el intervalo de frecuencias limitado predeterminado a al menos una oscilación armónica de la frecuencia base.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque las corrientes de frecuencia de audio de la parte de la red se aplican a la evolución de tensión generada por el convertidor (12, 12a, 12b) , aplicándose las corrientes de frecuencia de audio de la parte de la red sobre la evolución de tensión generada por el convertidor (12, 12a, 12b) con la misma fase o con una fase modificada.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque las corrientes de frecuencia de audio en la parte del generador se aplican sobre la evolución de tensión generada por el convertidor (12, 12a, 12b) con la fase invertida.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque por medio del dispositivo de regulación (24) se puede ajustar o se ajusta un desplazamiento de fase de la frecuencia base generada por el convertidor (12, 12a, 12b) respecto a la corriente alterna de la parte de la red, y porque por medio de la adición de la frecuencia base de la red de corriente alterna (1) y de las frecuencias de las corrientes de las frecuencias de audio de la parte de la red y/o de la parte del generador con sus fases correspondientes en el dispositivo de regulación (24) que regula el convertidor (12, 12a, 12b) se conforma una evolución de la tensión.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el convertidor (12,

12a, 12b) se regula por medio de una instalación de procesado de datos conformada como dispositivo de regulación (24) y/o porque el dispositivo de regulación (24) trabaja o se opera con la misma fase con la tensión alterna en la red de tensión alterna (1) , en el que el dispositivo de regulación (24) trabaja o se opera adicionalmente en la fase opuesta a la tensión alterna en la red de corriente alterna (1) y/o en el que en la o por medio de la activación del funcionamiento del convertidor (12, 12a, 12b) como bloqueo de frecuencia activo se desactiva el funcionamiento del dispositivo de regulación en la fase opuesta a la tensión alterna en la red de corriente alterna (1) .

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el sistema generador (7) presenta un ondulador (12a) en la parte del generador y un ondulador (12b) en la parte de la red, de los cuales se opera al menos un ondulador (12a, 12b) como bloqueo activo de frecuencia, en el que el ondulador (12b) de la parte de la red se opera como bloqueo activo de frecuencia y/o en el que el ondulador (12a) de la parte del generador se opera como bloqueo activo de frecuencia, y/o porque el sistema generador (7) presenta varios convertidores (12, 12a, 12b) , en el que cada convertidor (12, 12a, 12b) se opera como bloqueo activo de frecuencia.

11. Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica con un convertidor (12, 12a, 12b) , en el que el convertidor (12, 12a, 12b) se opera según el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Uso de un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para la operación de un convertidor (12, 12a, 12b) de un sistema generador (7) que genera corriente que se puede conectar a una red de corriente alterna (1) eléctrica, en particular de una instalación de energía eólica, en el que el convertidor (12, 12a, 12b) por medio de un dispositivo de regulación (24) que regula el convertidor (12, 12a, 12b) se opera como bloqueo activo de frecuencia de audio frente a las corrientes de frecuencia de audio de la parte de la red y/o de la parte del generador.

13. Producto de programa de ordenador, que contiene medio de código de programa, caracterizado porque implementa un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, cuando se ejecuta en una instalación de procesado de datos que está conformada como dispositivo de regulación (24) .

14. Sistema generador que genera corriente (7) , en particular para una instalación de energía eólica, con un dispositivo de regulación (24) para un convertidor (12, 12a, 12b) con producto de programa de ordenador según la reivindicación 13.

15. Instalación de energía eólica (4) con sistema generador que genera corriente (7) según la reivindicación 14.