Procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar.

Procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar,

en el que se determina un valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica de la siguiente forma:

- para la tensión de red se han definido un primer valor límite superior y/o un primer valor límite inferior (U1, U3) de la tensión de red, asimismo se han definido un segundo valor límite inferior (U2), que es menor o igual que el primer valor límite superior (U1), y/o un segundo valor límite superior (U4), que es mayor o igual que el primer valor límite inferior (U3),

- cuando el valor real de la tensión de red supera el primer valor límite (U1) o el valor real de la tensión de red queda por debajo del primer valor límite inferior (U3), se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica de tal forma que se actúa en contra de la desviación del valor real de la tensión de red con respecto a su valor nominal,

- el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se aumenta o reduce de forma continua en el tiempo, en tanto el valor real de la tensión de red esté por encima del primer valor límite superior (U1) o esté por debajo del primer valor límite inferior (U3), en donde el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se aumenta o reduce hasta que el valor nominal haya alcanzado un valor máximo (Qmáx) o un valor mínimo (Qmín), y

- el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica se sitúa a un valor constante en el tiempo, cuando el valor real de la tensión de red vuelve a quedar por debajo del primer valor límite superior (U1) y/o vuelve a superar el primer valor límite inferior (U3), en cuyo caso, cuando el valor real de la tensión queda por debajo del segundo valor límite inferior (U2) o supera el segundo valor límite superior (U4), se aumenta o reduce el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica de forma continua en el tiempo, hasta que se haya alcanzado un primer o segundo valor nominal predefinido para la magnitud reactiva eléctrica.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08020123.

Solicitante: NORDEX ENERGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BORNBARCH 2 22848 NORDERSTEDT ALEMANIA.

Inventor/es: Richter,Kay, Jurkat,Mark, Harder,Ralf.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R19/25 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 19/00 Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes o tensión o para indicar su existencia o el signo (G01R 5/00 tiene prioridad; para la medida de corrientes o tensiones bioeléctricas A61B 5/04). › utilizando técnicas de medida digitales.
  • G01R21/127 G01R […] › G01R 21/00 Disposiciones para proceder a las medidas de la potencia o del factor de potencia (G01R 7/12 tiene prioridad). › utilizando la modulación de impulsos (G01R 21/133 tiene prioridad).
  • G05F1/70 G […] › 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 37/02, H05B 39/04, H05B 41/36; control eléctrico de aparatos de rayos X H05G 1/30). › G05F 1/00 Sistemas automáticos en los que las desviaciones de una magnitud eléctrica en relación a uno o a varios valores predeterminados son detectadas a la salida y reintroducidas en un dispositivo interior al sistema para llevar el valor detectado a su valor o a sus valores predeterminados, es decir, sistemas retroactivos. › Regulación del factor de potencia; Regulación de la corriente reactiva o de la potencia reactiva.
  • H02J3/16 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA LA ACUMULACION DE ENERGIA ELECTRICA (circuitos de alimentación de energía paralos aparatos de medida de rayos X, rayos gamma, radiaciones corpusculares o de las radiaciones cósmicas G01T 1/175; circuitos de alimentación de energía eléctrica especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 19/00; para computadores digitales G06F 1/18; para los tubos de descargar H01J 37/248; circuitos o aparatos para la conversión de la potencia eléctrica, disposiciones para su control o regulación H02M; control de una combinación máquina motriz-generador, control interrelacionado de varios motores H02P; control de energía a alta frecuencia H03L; utilización complementaria de línea o red de energía para transmisión de información H04B). › H02J 3/00 Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna. › por ajuste de la potencia reactiva.
  • H02J3/50 H02J 3/00 […] › controlando el reparto de la componente desfasada.
  • H02P9/10 H02 […] › H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 9/00 Disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida. › Control efectuado sobre el circuito de excitación del generador con el fin de reducir los efectos nocivos de sobrecarga o de fenómenos transitorios, p. ej. aplicación, supresión o cambio repentino de carga.

PDF original: ES-2381311_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar, en el que se calcula un valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica.

A los parques eólicos actuales y a sus instalaciones de energía eólica se les exige que estén conectadas a la red eléctrica para apoyar la tensión. Por ello está previsto, que desde las instalaciones individuales de energía eólica y/o desde el parque solar se proporcione en su conjunto una potencia reactiva dependiente de la tensión. Esto se denomina también regulación automática de la tensión (AVR) y sirve para, ante fluctuaciones de tensión que se mantienen dentro de determinados intervalos, mantener constante la tensión en la red proporcionando potencia reactiva y/o corriente reactiva.

Del documento EP1282774 se conoce un procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un generador, que genera potencia eléctrica para una red de suministro eléctrico. La instalación de energía eólica consiste en una instalación con regulación del paso, cuya potencia se regula y/o ajusta en función de la frecuencia de la red. También es conocido que se reduce la potencia alimentada cuando la frecuencia de red se encuentra en más de un 3‰ por encima de un valor de referencia para la frecuencia de red.

Por el documento EP1386078 se conoce variar el ángulo de fase en función del valor de una tensión determinada en la red de suministro. Con ello, el ángulo de fase permanece invariable dentro de un intervalo muerto. Cuando se abandona el intervalo muerto, se aumenta el valor del ángulo de fase, que describe la parte de potencia reactiva, para tensión creciente o decreciente.

Por el documento EP1508951A1 es conocido adaptar dinámicamente la potencia reactiva proporcionada en una instalación de energía eólica, en función de parámetros de la instalación de energía eólica.

Por el documento FR2823381 se conoce una regulación del intervalo de tolerancia, en la que se presenta un valor incrementado o reducido de la potencia reactiva, cuando la tensión de red se encuentra fuera de un intervalo predeterminado de tolerancia.

En el documento EP1841037A1 se publica un mando central para un parque eólico, en el que una potencia reactiva medida en un punto de alimentación a la red se divide en una pluralidad de valores nominales de potencia reactiva para cada una de las instalaciones individuales de energía eólica del parque eólico.

La invención tiene por objeto el proporcionar un procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica, en el que se pueda reaccionar de forma eficaz con medios sencillos a variaciones de tensión proporcionando una magnitud reactiva eléctrica.

El objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Conformaciones ventajosas constituyen el objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar. Para la magnitud reactiva eléctrica se calcula un valor nominal en el procedimiento de acuerdo con la invención. El procedimiento de acuerdo con la invención parte para ello del hecho de que para la tensión de red está definido un primer valor límite superior y/o un primer valor límite inferior de la tensión de red. Por lo tanto, de acuerdo con la invención, el procedimiento de acuerdo con la invención comprende tres variantes, que se refieren a los casos en los que (primero) sólo se haya definido un primer valor límite superior, (segundo) sólo se haya definido un segundo valor límite inferior y (tercero) se hayan definido tanto un primer valor límite superior como también un primer valor límite inferior. El procedimiento de acuerdo con la invención prevé que cuando el valor real de la tensión de red supera el primer valor límite superior, se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica de tal forma que se actúa en contra de la desviación del valor real de la tensión de red de su valor nominal. Asimismo, el procedimiento de acuerdo con la invención prevé en las variantes dos y tres, que en caso de quedar por debajo del primer valor límite inferior, se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica de tal forma que se actúa en contra de la desviación del valor real de la tensión de red de su valor nominal. De acuerdo con la invención, el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se sigue aumentando o reduciendo continuamente en el tiempo mientras el valor real de la tensión de red supere el primer valor límite superior o esté por debajo del primer valor límite inferior. En el procedimiento de acuerdo con la invención se realiza por lo tanto una variación continua en el tiempo del valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica en el momento en el que se supera el primer valor límite superior y/o se queda por debajo del primer valor límite inferior. Esta variación se mantiene mientras los valores reales de la tensión de red se encuentren por encima o por debajo del primer valor límite superior o del primer valor límite inferior.

De acuerdo con la invención, el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se aumenta o reduce hasta que el valor nominal haya alcanzado un valor máximo o un valor mínimo. La variación del valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica finaliza cuando el valor nominal ha alcanzado un valor máximo o mínimo predeterminado. La ventaja de esta limitación consiste en que, cuando la instalación de energía eólica no puede desplegar una función de apoyo de la red, se interrumpe un mayor incremento o reducción de la magnitud reactiva eléctrica a partir de un valor máximo o mínimo previsto.

De acuerdo con la invención, se define adicionalmente un segundo valor límite inferior, que es menor o igual que el primer valor límite superior. Cuando el valor real de la tensión queda por debajo del segundo valor límite inferior, se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva de forma continua en el tiempo, hasta que se haya alcanzado un primer valor nominal predeterminado para la magnitud reactiva eléctrica. De forma análoga, también se define un segundo valor límite superior, que es mayor o igual que el primer valor límite inferior, en donde, cuando el valor real de la tensión de red supera el segundo valor límite superior, se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica de forma continua en el tiempo, hasta que se haya alcanzado un segundo valor nominal predeterminado para la magnitud reactiva eléctrica. Los segundos valores límite superior e inferior adicionales permiten definir un intervalo de tensión, en el que es posible un aumento o una reducción a valores nominales predeterminados para la magnitud reactiva eléctrica.

De acuerdo con la invención, cuando el valor real de la tensión de red queda nuevamente por debajo del primer valor límite superior o vuelve a superar el primer valor límite inferior, el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica se sitúa a un valor constante en el tiempo. El valor constante en el tiempo para la magnitud reactiva eléctrica es para ello preferentemente igual al valor real actual de la magnitud reactiva eléctrica en el instante en el que se vuelve a superar el primer valor límite inferior o se vuelve a quedar por debajo del primer valor límite superior. En esta conformación se mantiene por lo tanto constante el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica a su valor actual cuando el valor real de la tensión de red se vuelve a situar en el intervalo definido por el primer valor límite superior y el primer valor límite inferior. De forma análoga a la conformación anteriormente descrita del procedimiento de acuerdo con la invención, en la que está previsto el valor constante en el tiempo para la magnitud reactiva, también está previsto que cuando el valor real de la tensión de red vuelva a superar el segundo valor límite inferior y/o vuelva a quedar por debajo del segundo valor límite superior, se sitúe el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica a un valor constante en el tiempo. Para ello, el valor constante en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el accionamiento de una instalación de energía eólica con un mando dependiente de la tensión de una magnitud reactiva eléctrica a proporcionar, en el que se determina un valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica de la siguiente forma:

- para la tensión de red se han definido un primer valor límite superior y/o un primer valor límite inferior (U1, U3) de la tensión de red, asimismo se han definido un segundo valor límite inferior (U2) , que es menor o igual que el primer valor límite superior (U1) , y/o un segundo valor límite superior (U4) , que es mayor o igual que el primer valor límite inferior (U3) ,

- cuando el valor real de la tensión de red supera el primer valor límite (U1) o el valor real de la tensión de red queda por debajo del primer valor límite inferior (U3) , se aumenta o reduce el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica de tal forma que se actúa en contra de la desviación del valor real de la tensión de red con respecto a su valor nominal,

- el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se aumenta o reduce de forma continua en el tiempo, en tanto el valor real de la tensión de red esté por encima del primer valor límite superior (U1) o esté por debajo del primer valor límite inferior (U3) , en donde el valor nominal de la magnitud reactiva eléctrica se aumenta o reduce hasta que el valor nominal haya alcanzado un valor máximo (Qmáx) o un valor mínimo (Qmín) , y

- el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica se sitúa a un valor constante en el tiempo, cuando el valor real de la tensión de red vuelve a quedar por debajo del primer valor límite superior (U1) y/o vuelve a superar el primer valor límite inferior (U3) , en cuyo caso, cuando el valor real de la tensión queda por debajo del segundo valor límite inferior (U2) o supera el segundo valor límite superior (U4) , se aumenta o reduce el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica de forma continua en el tiempo, hasta que se haya alcanzado un primer o segundo valor nominal predefinido para la magnitud reactiva eléctrica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer valor límite superior (U1) de la tensión de red es mayor que el valor nominal (UN) o igual que el valor nominal (UN) para la tensión de red.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el primer valor límite inferior (U3) de la tensión de red es menor que el valor nominal (UN) o igual que el valor nominal (UN) para la tensión de red.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el primer valor nominal predefinido para la magnitud reactiva eléctrica es igual que el segundo valor nominal predefinido para la magnitud reactiva eléctrica.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el primer y el segundo valor nominal predefinidos para la magnitud reactiva eléctrica son igual a cero.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el primer y el segundo valor nominal predefinidos para la magnitud reactiva eléctrica son un valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica distinto de cero.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el valor constante en el tiempo para la magnitud reactiva eléctrica es igual que el valor nominal actual de la magnitud reactiva eléctrica cuando se vuelve a superar el primer valor límite inferior (U3) o cuando se vuelve a quedar por debajo del primer valor límite superior (U1) .

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cuando el valor real de la tensión de red vuelve a superar el segundo valor límite inferior (U2) y/o vuelve a quedar por debajo del segundo valor límite superior (U4) , el valor nominal para la magnitud reactiva eléctrica se sitúa a un valor constante en el tiempo.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el valor constante en el tiempo para la magnitud reactiva eléctrica es igual que el valor nominal actual de la magnitud reactiva eléctrica cuando se vuelve a superar el segundo valor límite inferior (U2) o cuando se vuelve a quedar por debajo del segundo valor límite superior (U4) .

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el segundo valor límite inferior (U2) de la tensión de red es mayor o igual que el primer valor límite inferior (U3) de la tensión de red.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el segundo valor límite superior (U4) de la tensión de red es menor o igual que el primer valor límite superior (U1) de la tensión de red.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la magnitud

reactiva eléctrica es la potencia reactiva generada.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la magnitud

reactiva eléctrica es la corriente reactiva generada. 5

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la magnitud reactiva eléctrica es el ángulo de fase de la potencia generada.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la magnitud 10 reactiva eléctrica es el factor de potencia de la potencia generada.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque los valores límite de la tensión de red son ajustables.


 

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