Procedimiento y dispositivo para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna.

Procedimiento para conectar una planta fotovoltaica (2) a una red de corriente alterna,

para lo cual se mide unatensión alterna generada por la planta fotovoltaica (2), donde al alcanzar una tensión mínima de intento de conexiónse activa por la tensión continua un ondulador (4) que convierte la tensión continua en una tensión alterna de salida,sincronizándose la tensión alterna de salida con una tensión alterna de la red de corriente alterna (3), uniéndose elondulador (4) con la red de corriente alterna (3) una vez que se haya efectuado la sincronización y la tensióncontinua siga rebasando una tensión mínima de continuación de la conexión, que es exactamente igual de grande omenor que la tensión mínima de intento de conexión, caracterizado porque al disminuir la tensión continuagenerada por la planta fotovoltaica (2) primeramente se desactiva el ondulador (4) unido con la red de corrientealterna cuando la tensión continua cae por debajo de una tensión continua de inyección mínima y el ondulador queha sido desactivado (4) solamente se vuelve a separar de la red de corriente alterna (3) cuando estando desactivadoel ondulador (4), la tensión continua cae por debajo de una tensión máxima de desconexión que es igual de grandeo mayor que el valor cresta de la tensión alterna de la red, de modo que se impide el flujo de corriente desde la redde corriente alterna (3) a la planta fotovoltaica (2), y es igual de grande o menor que la tensión mínima decontinuación de la conexión.

Procedimiento y dispositivo para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna ASPECTO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un procedimiento para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna con las características del preámbulo de la reivindicación independiente del proceso así como a un dispositivo para realizar tal proceso, con las características del preámbulo de la reivindicación independiente del dispositivo.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Por principio, una planta fotovoltaica podría permanecer unida de modo permanente, es decir desde el principio hasta el final de su funcionamiento, a una red de corriente alterna en la que se inyecta la energía eléctrica generada por la planta fotovoltaica. Pero esto significaría que cuando va disminuyendo la irradiación, la planta fotovoltaica ya no crea suficiente contratensión, con lo cual podría fluir corriente desde la red de corriente alterna a la planta fotovoltaica. Como consecuencia la planta fotovoltaica estaría bajo tensión incluso durante la noche. Con el fin de evitar la recepción de energía eléctrica de la red de corriente alterna y la formación de tensiones eléctricas en la planta fotovoltaica durante la noche, la práctica usual que se ha ido practicando es la de separar las plantas fotovoltaicas de la red de corriente alterna por la tarde y volver a conectarlas por la mañana.

La conexión de una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna por la mañana debe realizarse por una parte lo más temprano posible para inyectar lo antes posible la mayor cantidad posible de energía eléctrica en la red de corriente alterna. Por este mismo motivo, la separación de la corriente alterna por la tarde debería realizarse lo más tarde posible. Pero por otra parte los intentos de conexión que se han de abortar porque la planta fotovoltaica todavía no puede suministrar la necesaria potencia eléctrica para inyectarla en la red, deberían ser lo más poco frecuentes posible. Cada intento infructuoso de conexión de una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna significa un ciclo de conmutación adicional para los interruptores de potencia, por lo general contactores, por medio de los cuales se une la planta fotovoltaica con la red de corriente alterna. Esto obliga a emplear contactores de alta calidad y conectarlos en serie con interruptores de protección de línea, si es que se han de prever tales interruptores de protección de línea como medida de seguridad entre la planta fotovoltaica y la red de corriente alterna, como suele ser usual. Los interruptores de protección de línea presentan por principio una tolerancia mucho más reducida frente a un gran número de ciclos de conmutación, que los contactores.

En los procedimientos y dispositivos conocidos para la conexión de una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna conforme a los preámbulos de las reivindicaciones independientes se da por concluido el intento de conexión en el caso de que la contratensión generada por la planta fotovoltaica no rebase la tensión mínima de continuación de la conexión después de haber conectado con la red de corriente alterna, y se vuelven a abrir los interruptores de potencia mediante los cuales se efectúa la conexión a la red. Para ello la tensión mínima de continuación de la conexión se elige con frecuencia de tal modo que represente el límite inferior para la inyección de energía eléctrica desde la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna.

Por el documento DE-T5-11 2007 000 197 se conoce un ondulador fotovoltaico para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna según los preámbulos de las reivindicaciones independientes, donde está memorizada una tabla de valores estacionales de tensiones mínimas de intento de conexión. Cuando la contratensión generada por la planta fotovoltaica alcanza el valor actual de temporada de la tensión mínima de intento de conexión debería ser posible realizar con éxito la conexión de la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna a través del ondulador fotovoltaico. De este modo se pueden tener en cuenta las influencias de temporada sobre la tensión continua de la planta fotovoltaica que sirva como criterio para determinar si hay suficiente capacidad de potencia de la planta fotovoltaica para realizar un intento de conexión. Estas influencias de temporadas se basan principalmente en la temperatura que reina por la mañana cuando se acomete el intento de conexión.

Por el documento US-B2-7 269 036 se conocen un procedimiento y un dispositivo para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna conforme a los preámbulos de las reivindicaciones independientes, donde se ajusta el tiempo de conexión de la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna por la mañana, incrementando para ello la tensión mínima de intento de conexión si ha fallado un intento de conexión anterior basado en el valor anterior de la tensión mínima de intento de conexión.

En las dos formas de proceder antes descritas no se elimina el conflicto fundamental entre la inyección de una cantidad lo más grande posible de energía eléctrica desde la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna por una parte, y un número lo más reducido posible de intentos infructuosos de conexión, por otra parte. O bien se fija con un valor relativamente bajo la contratensión generada por la planta fotovoltaica a partir del cual se arriesga un primer intento de conexión por la mañana, con el fin de poder inyectar la mayor cantidad posible de energía fotoeléctrica desde la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna, o se fija un valor relativamente alto para mantener reducido el número de los intentos de conexión que hay que acabar abortando. Toda forma de adaptación de la tensión mínima de intento de conexión permite en todo caso delimitar mejor el campo dentro del cual es preciso establecer entonces una tensión mínima de intento de conexión concreta para los dos criterios citados.

Por el documento JP 08 126207 A se conoce un procedimiento para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna donde se mide la tensión continua generada por la planta fotovoltaica y donde al alcanzar una tensión de conexión se activa por la tensión continua un ondulador que convierte la tensión continua en una tensión alterna de salida, y se une con la red de corriente alterna, separando nuevamente el ondulador de la red de corriente alterna y desactivándolo una vez que la tensión continua cae por debajo de una tensión de desconexión que esté por encima del valor cresta de la tensión alterna de la red.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN

La invención tiene como objetivo presentar un procedimiento para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna, con las características del preámbulo de la reivindicación independiente relativa al procedimiento así como un dispositivo para realizar tal procedimiento con las características del preámbulo de la reivindicación independiente relativa al dispositivo, donde se mantenga en principio reducido el número de ciclos de conmutación realizados por los interruptores de potencia que se emplean para conectar la planta fotovoltaica a la red de corriente alterna.

SOLUCIÓN

El objetivo de la invención se resuelve mediante un procedimiento que presenta las características de la reivindicación independiente relativa al procedimiento y por medio de un dispositivo que presenta las características de la reivindicación subordinada relativa al dispositivo. Unas formas de realización preferentes del nuevo procedimiento y del nuevo dispositivo se definen en las reivindicaciones dependientes.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

En el nuevo procedimiento para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna no se vuelve a separar el ondulador de la red de corriente alterna antes de que la tensión continua generada por la planta fotovoltaica descienda por debajo de una tensión máxima de desconexión, no estando esta tensión máxima de desconexión por debajo del valor cresta de la tensión alterna de la red ni por encima de la tensión mínima de continuación de la conexión. Al no encontrarse la tensión máxima de conexión por debajo del valor cresta de la tensión alterna de la red, impide que haya un flujo de corriente desde la red de corriente alterna a través del ondulador a la planta fotovoltaica. Para esto, la tensión máxima de desconexión es preferentemente igual al valor cresta de la tensión... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para conectar una planta fotovoltaica (2) a una red de corriente alterna, para lo cual se mide una tensión alterna generada por la planta fotovoltaica (2) , donde al alcanzar una tensión mínima de intento de conexión se activa por la tensión continua un ondulador (4) que convierte la tensión continua en una tensión alterna de salida, sincronizándose la tensión alterna de salida con una tensión alterna de la red de corriente alterna (3) , uniéndose el ondulador (4) con la red de corriente alterna (3) una vez que se haya efectuado la sincronización y la tensión continua siga rebasando una tensión mínima de continuación de la conexión, que es exactamente igual de grande o menor que la tensión mínima de intento de conexión, caracterizado porque al disminuir la tensión continua generada por la planta fotovoltaica (2) primeramente se desactiva el ondulador (4) unido con la red de corriente alterna cuando la tensión continua cae por debajo de una tensión continua de inyección mínima y el ondulador que ha sido desactivado (4) solamente se vuelve a separar de la red de corriente alterna (3) cuando estando desactivado el ondulador (4) , la tensión continua cae por debajo de una tensión máxima de desconexión que es igual de grande o mayor que el valor cresta de la tensión alterna de la red, de modo que se impide el flujo de corriente desde la red de corriente alterna (3) a la planta fotovoltaica (2) , y es igual de grande o menor que la tensión mínima de continuación de la conexión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la tensión máxima de desconexión es igual al valor cresta de la tensión alterna de la red, más un suplemento de seguridad.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el suplemento de seguridad es del 1 al 10% del valor cresta de la tensión alterna de la red.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la tensión continua mínima de inyección es mayor que la tensión máxima de desconexión.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ondulador (4) unido a la red de corriente alterna (3) se desactiva cuando pasa potencia eléctrica de la red de corriente alterna (3) al ondulador (4) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el rectificador de corriente alterna

(4) que todavía no está unido a la red de corriente alterna (3) se desactiva cuando al sincronizar la tensión alterna de salida con la tensión alterna de la red la tensión continua desciende por debajo de la tensión mínima de continuación de la conexión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se dispara un temporizador cuando se desactiva el ondulador (4) y/o se separa el ondulador (4) de la red de corriente alterna (3) , para lo cual el temporizador impide durante un determinado periodo de tiempo que se active nuevamente o que se conecte nuevamente el ondulador (4) con la red de corriente alterna.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el ondulador (4) está unido a la red de corriente alterna (3) por medio de por lo menos un interruptor automático (13) de conmutación motorizada.

9. Dispositivo para conectar una planta fotovoltaica (2) a una red de corriente alterna (3) con una instalación de medición de la tensión continua (9) para medir la tensión continua generada por la planta fotovoltaica (2) , con un sistema de control (8) que está realizado de tal modo que cuando la tensión continua medida alcanza la tensión mínima de intento de conexión, activa un ondulador (4) que convierte la tensión continua en una tensión alterna de salida, con una primera instalación de medida de la tensión alterna (10) para medir la tensión alterna de salida, con una segunda instalación de medición de la tensión alterna (11) para medir la tensión alterna de la red de corriente alterna (3) , para lo cual el sistema de control (8) está realizado de tal modo que sincroniza la tensión alterna de salida con la tensión alterna de la red, y con por lo menos un interruptorde potencia (5) para unir el ondulador (4) con la red de corriente alterna (3) una vez que se haya efectuado la sincronización, para lo cual el sistema de control (8) está realizado de tal modo que solamente cierra el interruptor de potencia (5) si la tensión continua rebasa la tensión mínima de continuación de la conexión en un valor que es de igual magnitud o menor que la tensión mínima de intento de conexión, caracterizada porque el sistema de control (8) está realizado de tal modo que al bajar la tensión continua generada por la planta fotovoltaica (2) , primeramente desactiva el ondulador (4) unido a la red de corriente alterna y solamente vuelve a separar el ondulador (4) desactivado de la red de corriente alterna (3) cuando la tensión continua en el ondulador (4) desactivado desciende por debajo de una tensión máxima de desconexión, que el sistema de control (8) establece de igual magnitud que el valor cresta de la tensión alterna de la red, incrementado en un suplemento de seguridad cuyo valor está programado en el sistema de control (8) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el valor del suplemento de seguridad está programado como porcentaje en el sistema de control (8) .

11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por estar prevista una instalación de medición de la potencia (12) para la potencia eléctrica que fluye desde el ondulador (4) a la red, y porque el sistema de control (8) desactiva el ondulador (4) unido a la red cuando se hace negativa la potencia eléctrica que fluye desde el ondulador (4) a la red. 12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el interruptor de potencia (5) es un interruptor automático de potencia (13) motorizado. 5 13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el interruptor de potencia (5) presenta un número admisible máximo de ciclos de conmutación no superior a 20.000. 10 15 20 25 30