Procedimiento para la regulación de convertidores de corriente y disposición para la realización del procedimiento.

Procedimiento para la regulación de convertidores de corriente para la regulación de la tensión inversa en una red de transmisión de energía eléctrica de varias fases (1),

en el que a través de una línea de conexión de varias fases (2) conectada con la red de transmisión de energía (12)

• se detectan corrientes de fases en la línea de conexión (2) y se transforman por medio de transformación en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase,

• se forman tensiones en las fases de la línea de conexión (2) y a partir de ello se forman componentes de tensión de sistema inverso por medio de transformación,

caracterizado porque

• los componentes de tensión de sistema inverso son alimentados a un regulador de la tensión (17), en el que se forman componentes de corriente de sistema inverso que sirven para la reducción del sistema inverso, y

• los componentes de corriente de sistema inverso son alimentados a una entrada de valores teóricos (28), y los componentes de la corriente de sistema de secuencia de fase son alimentados a una entrada de valores reales (8), de un regulador de corriente (9), cuyas magnitudes de salida sirven después de la transformación como corrientes de conmutación para unidades de conmutación de los convertidores de corriente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/061955.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: DOMMASCHK,Mike, DORN,Jörg, EULER,Ingo, LANG,Jörg, WÜRFLINGER,Klaus, KARLECIK-MAIER,FRANZ.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02J3/26 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. › Disposiciones para la eliminación o reducción de asimetrías en las redes polifásicas.

PDF original: ES-2538202_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la regulación de convertidores de corriente y disposición para la realización del procedimiento La invención se refiere a un procedimiento para la regulación de convertidores de corriente para la regulación de la tensión inversa en una red de transmisión de energía eléctrica de varias fases, en el que a través de una línea de conexión de varias fases conectada con la red de transmisión de energía se detectan corrientes de fases en la línea de conexión y se transforman por medio de transformación en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase, y a partir de ello se forman componente de tensión de sistema inverso.

La invención se refiere, además, a una disposición para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con una instalación de detección de la corriente para las corrientes de fases sobre la línea de conexión y con una instalación de transformación dispuesta a continuación para la transformación de las corrientes de fases en componentes de la corriente de sistema de secuencia de fase, con una instalación para la detección de la corriente para las tensiones en las fases de la línea de conexión y con otra instalación de transformación conectada a continuación con un módulo de transformación para la transformación de las tensiones en componentes de la tensión de sistema inverso.

Un procedimiento de este tipo y un dispositivo de este tipo se conocen ya a partir del documento US 6 052 297 A. Allí se describe un convertidor, así como un procedimiento para su control. En este caso se detectan corrientes de fases, que han sido transferidas con la ayuda de un procedimiento de transformación a una representación de sistema de secuencia de fase. Además, se miden varias fases en las tensiones alternas y los valores de la tensión obtenidos en este caso son reproducidos con la ayuda de un procedimiento de transformación en un sistema inverso.

A partir de Ikeda Y y col. "A UPFC based Voltage Compensator with Current and Voltage Balancing Function", Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2005, APBC 2005, 20th Annual IEEE Austin, TX, USA, 6 -10 de Marzo de 2005, Vol. 3, páginas 1838 - 1844 se describe de la misma manera un procedimiento de regulación aquí relevante.

La invención se ha planteado el cometido de configurar un procedimiento de este tipo, de tal manera que se puede parametrizar fácilmente en cada punto de funcionamiento.

Para la solución del cometido sirve un procedimiento para la regulación de convertidores de corriente regulación de la tensión inversa en una red de transmisión de energía eléctrica de varias fases, en el que a través de una línea de conexión de varias fases conectada con la red de transmisión de energía se detectan corrientes de fases en la línea de conexión y se transforman por medio de transformación en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase; además, se forman tensiones en las fases de la línea de conexión y a partir de ello se forman componentes de tensión de sistema inverso por medio de transformación, los componentes de tensión de sistema inverso son alimentados a un regulador de la tensión, en el que se forman componentes de corriente de sistema inverso que sirven para la reducción del sistema inverso, y los componentes de corriente de sistema inverso son alimentados a una entrada de valores reales de un regulador de corriente, cuyas magnitudes de salida sirven después de la transformación como corrientes de conmutación para unidades de conmutación de los convertidores de corriente.

Una ventaja esencial del procedimiento de acuerdo con la invención consiste en que en él se compensa la tensión de sistema inverso por medio de una regulación de la corriente de sistema inverso. En este caso, se asegura que la corriente de sistema inverso y la tensión de sistema inverso emitan una potencia reactiva de sistema inverso pura para el apoyo de la tensión en la red, de manera que ni la corriente de sistema inverso ni la tensión de sistema inverso contienen un componente cero. Los componentes de la corriente de sistema inverso son regulados en este caso por medio del regulador de la corriente en un circuito de regulación interno. Por lo tanto, se forma una regulación en cascada con el regulador de la tensión y el regulador de la corriente, que se pueden parametrizar fácilmente en cada punto de funcionamiento y no se requieren limitaciones dinámicas y compensaciones. La regulación de la tensión de sistema inverso está desacoplada en este caso de los valores teóricos de la corriente, de la tensión, de la potencia reactiva y de la potencia efectiva.

En el procedimiento de acuerdo con la invención, de acuerdo con un desarrollo de la invención, de manera ventajosa se incorpora una regulación de la tensión de potencia reactiva, en el que a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión se forman componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase por medio de transformación, los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de la tensión de potencia reactiva, cuya corriente de salida es alimentada a una entrada de un sumador, y los componentes de corriente de sistema inverso son alimentados en la salida del regulador de la tensión a otra entrada del sumador, cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos del regulador de corriente. De la manera, se puede limitar la potencia reactiva del sistema inverso.

Además, se considera ventajoso que el procedimiento de acuerdo con la invención se complete porque los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de la tensión de

potencia efectiva, cuya corriente de salida es alimentada a una entrada adicional del sumador.

A diferencia de las configuraciones complementarias descritas anteriormente del procedimiento de acuerdo con la invención, también puede ser ventajoso que a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión se forman componentes de la tensión de sistema se secuencia de fase por medio de transformación, los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de tensión de potencia efectiva, cuya corriente de salida es alimentada a una entrada adicional de un sumador, y los componentes de la corriente de sistema inverso en la salida del regulador de tensión son alimentados a otra entrada del sumador, cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos del regulador de corriente. De esta manera se puede incorporar, para la simplificación de todo el procedimiento, prescindiendo de una regulación de la tensión de potencia reactiva, solamente una regulación de la potencia efectiva en el procedimiento de acuerdo con la invención.

En el procedimiento de acuerdo con la invención, los componentes de la tensión de sistema inverso y los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase se pueden formar de manera diferente; no obstante, se considera ventajoso que estos componentes se formen por medio de transformación de Clark con filtrado siguiente y transformación de Park. Como regulador de la tensión se pueden utilizar en el procedimiento de acuerdo con la invención reguladores diferentes de la tensión; no obstante, se considera ventajoso, cuando se utiliza un regulador de la tensión, respectivamente, con un regulador-PI para los componentes de la tensión de sistema inverso, someter las corrientes de salida de los dos reguladores-PI a una torsión de vector para la consecución de una posición de las fases de -90º con respecto a los componentes de la tensión de sistema inverso y limitarlas de manera libremente opcional.

La invención tiene, además, el cometido de indicar una disposición para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención descrito anteriormente, que se puede parametrizar de manera comparativamente sencilla.

Para la realización de este procedimiento, una disposición de acuerdo con la invención presenta una instalación de detección de la corriente para las corrientes de fases sobre la línea de conexión con una instalación de transformación dispuesta a continuación para la transformación de las corrientes de fases en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase, así como una instalación de detección de la tensión para las tensiones en las fases de la línea de conexión y con otra instalación de transformación conectada a continuación con un componente de transformación para la transformación de las tensiones en componentes de la tensión de sistema inverso; un regulador de la tensión está dispuesto a continuación del módulo de transformación, en el que se forman... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la regulación de convertidores de corriente para la regulación de la tensión inversa en una red de transmisión de energía eléctrica de varias fases (1) , en el que a través de una línea de conexión de varias fases (2) conectada con la red de transmisión de energía (12)

se detectan corrientes de fases en la línea de conexión (2) y se transforman por medio de transformación en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase,

se forman tensiones en las fases de la línea de conexión (2) y a partir de ello se forman componentes de tensión de sistema inverso por medio de transformación,

caracterizado porque

los componentes de tensión de sistema inverso son alimentados a un regulador de la tensión (17) , en el que se forman componentes de corriente de sistema inverso que sirven para la reducción del sistema inverso, y

los componentes de corriente de sistema inverso son alimentados a una entrada de valores teóricos (28) , y los componentes de la corriente de sistema de secuencia de fase son alimentados a una entrada de valores reales (8) , de un regulador de corriente (9) , cuyas magnitudes de salida sirven después de la transformación como corrientes de conmutación para unidades de conmutación de los convertidores de corriente.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque

a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión (2) se forman componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase por medio de transformación,

los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de la tensión (22) de potencia reactiva, cuya corriente de salida es alimentada a una entrada (26) de un sumador (25) , y

los componentes de corriente de sistema inverso son alimentados en la salida del regulador de la tensión a otra entrada (24) del sumador (25) , cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos (28) del regulador de corriente (9) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque

los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de la tensión de potencia efectiva (23) , cuya corriente de salida es alimentada a una entrada (27) adicional del sumador (25) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque

a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión (2) se forman componentes de la tensión de sistema se secuencia de fase por medio de transformación,

los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase son alimentados a un regulador de tensión de potencia efectiva (23) , cuya corriente de salida es alimentada a una entrada adicional (27) de un sumador (25) , y

los componentes de la corriente de sistema inverso en la salida del regulador de tensión (17) son alimentados a otra entrada (24) del sumador (25) , cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos (28) del regulador de corriente (25) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los componentes de la tensión de sistema inverso y los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase se forman por medio de transformación de Clark con filtrado siguiente y transformación de Park.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

como regulador de la tensión (17) se utiliza un regulador de la tensión, respectivamente, con un regulador-PI (40, 41) para los componentes de la tensión de sistema inverso y

las corrientes de salida de los dos reguladores-PI (40, 41) son sometidas a una torsión de vector para la consecución de una posición de las fases de -90º con respecto a los componentes de la tensión de sistema inverso y son limitadas de manera libremente opcional.

una instalación de detección de fases (6) para las corrientes de fases sobre la línea de conexión (2) y con una

7. Disposición para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con 6

instalación de transformación (7) dispuesta a continuación para la transformación de las corrientes de fases en componentes de corriente de sistema de secuencia de fase,

una instalación de detección de la tensión (10) para las tensiones en las fases de la línea de conexión (2) y con otra instalación de transformación (12) conectada a continuación con un componente de transformación (15) para la transformación de las tensiones en componentes de la tensión de sistema inverso,

caracterizada por

un regulador de la tensión (17) dispuesto a continuación del módulo de transformación (15) , en el que se forman componentes de la corriente de sistema inverso que sirven para la reducción del sistema inverso, y

un regulador de la corriente (9) dispuesto a continuación del regulador de la tensión (17) con una entrada de valores teóricos (28) que recibe los componentes de la corriente de sistema inverso y con una entrada de valores reales (8) que detecta los componentes de la corriente de sistema de secuencia de fase, en el que el regulador de la corriente (9) está conectado en el lado de salida a través de una instalación de retro-transformación (29) con entradas de conmutación de unidades de conmutación de los convertidores de corriente.

8. Disposición de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque

la otra instalación de transformación (12) presenta otro módulo de transformación (19) , que a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión (2) forma por medio de transformación componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase en su salida,

a continuación del otro módulo de transformación (19) está dispuesto un regulador de la tensión de potencia reactiva (22) , cuya salida está conectada con una entrada (26) de un sumador (25) conectado a continuación, y

la salida del regulador de la tensión (17) está conectada en otra entrada (24) del sumador (25) , cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos (28) del regulador de la corriente (9) .

9. Disposición de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque

en el otro módulo de transformación (19) está conectado un regulador de la tensión de potencia efectiva (23) , cuya salida está conectada con una entrada adicional (27) del sumador (25) .

10. Disposición de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque

la otra instalación de transformación (12) presenta otro módulo de transformación (19) , que a partir de las tensiones en las fases de la línea de conexión (2) forma componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase por medio de transformación en su salida,

a continuación del otro módulo de transformación (19) está dispuesto un regulador de la tensión de potencia efectiva (23) , cuya salida está conectada con una entrada adicional (27) de un sumador (25) , y

la salida del regulador de la tensión (17) está conectada en otra entrada (24) del sumador (25) , cuya salida está conectada con la entrada de valores teóricos (28) del regulador de la corriente (9) .

11. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque

uno de los componentes de transformación (14) contiene un filtro (15) para la formación de los componentes de la tensión de sistema inverso y un transformador-Park (16) dispuesto a continuación de éste y

el otro módulo de transformación (19) contiene otro filtro (20) para la formación de los componentes de la tensión de sistema de secuencia de fase y oro transformador-Park (21) dispuesto a continuación de éste.

12. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada porque

la otra instalación de transformación (19) presenta en el lado de entrada un transformador-Clark (13) .

13. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada porque

el regulador de la tensión (17) presenta, respectivamente, un regulador-PI (40, 41) para los componentes de la tensión de sistema inverso y

a continuación de los dos reguladores-PI (40, 41) están conectadas una disposición para la torsión de vector (42) con la consecución de una posición de fases -90º con respecto a los componentes de la tensión de sistema inverso

(43) y una disposición de limitador.


 

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