BR102021024876A2

BR102021024876A2 - Método para operar pelo menos um recurso com base em inversor e métodos para operar uma pluralidade de recursos com base em inversor de formação de rede

Info

Publication number: BR102021024876A2
Application number: BR102021024876-9A
Authority: BR
Inventors: Shan Shine; Kapil JHA; Veena Padmarao; Subbarao Tatikonda; Arvind Kumar Tiwari
Original assignee: General Electric Renovables España, S.L.
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-06-28
Also published as: US11671039B2; EP4012918A1; CN114678885A; DK4012918T3; US20220190602A1; EP4012918B1; CA3139584A1

Abstract

MÉTODO PARA OPERAR PELO MENOS UM RECURSO COM BASE EM INVERSOR E MÉTODOS PARA OPERAR UMA PLURALIDADE DE RECURSOS COM BASE EM INVERSOR DE FORMAÇÃO DE REDE. Um método para operar um recurso com base em inversor assíncrono conectado a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede inclui receber um comando de referência de frequência e/ou um comando de referência de voltagem. O método também inclui determinar pelo menos um sinal de referência de energia para o recurso com base em inversor com base no comando de referência de frequência e/ou no comando de referência de voltagem. Além disso, o método inclui a geração de pelo menos um vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia. Além disso, o método inclui determinar um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando pelo menos um vetor de corrente. Além disso, o método inclui controlar o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de voltagem, de forma que o recurso com base em inversor participe de forma ativa no controle de pelo menos um de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor e a rede elétrica em forma de circuito fechado.

Description

MÉTODO PARA OPERAR PELO MENOS UM RECURSO COM BASE EM INVERSOR E MÉTODOS PARA OPERAR UMA PLURALIDADE DE RECURSOS COM BASE EM INVERSOR DE FORMAÇÃO DE REDE

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere de forma geral a recursos com base em inversor, tais como sistemas de energia de turbinas eólicas e mais particularmente, a sistemas e métodos para operar recursos com base em inversor conectados à rede tendo uma máquina assíncrona como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e ecologicamente corretas atualmente disponíveis, e as turbinas eólicas têm ganhado cada vez mais atenção a esse respeito. Uma turbina eólica moderna normalmente inclui uma torre, gerador, caixa de engrenagens, nacela e uma ou mais pás do rotor. As pás do rotor capturam a energia cinética do vento usando princípios de aerofólio conhecidos. Por exemplo, as pás do rotor normalmente têm o perfil da seção transversal de um aerofólio de forma que, durante a operação, o ar flui sobre a pá produzindo uma diferença de pressão entre os lados. Consequentemente, uma força de elevação, que é direcionada do lado da pressão para o lado da sucção, atua na lâmina. A força de sustentação gera torque no eixo do rotor principal, que normalmente é acoplado a um gerador para a produção de eletricidade.

[003] As turbinas eólicas podem ser diferenciadas em dois tipos: turbinas de velocidade fixa e velocidade variável. Convencionalmente, as turbinas eólicas de velocidade variável são controladas como fontes de corrente conectadas a uma rede elétrica. Em outras palavras, as turbinas eólicas de velocidade variável contam com uma frequência de rede detectada por um circuito de bloqueio de fase (PLL) como uma referência e injetam uma quantidade especificada de corrente na rede. O controle de fonte de corrente convencional das turbinas eólicas é com base nas suposições de que as formas de onda de voltagem da rede são formas de onda de voltagem fundamentais com frequência e magnitude fixas e que a penetração da energia eólica na rede é baixa o suficiente para não causar perturbações na magnitude e frequência de voltagem da rede. Assim, as turbinas eólicas simplesmente injetam a corrente especificada na rede com base nas formas de onda de voltagem fundamental. No entanto, com o rápido crescimento da energia eólica, a penetração da energia eólica em algumas redes aumentou a ponto de os geradores eólicos terem um impacto significativo na voltagem e frequência da rede. Quando as turbinas eólicas estão localizadas em uma rede fraca, as flutuações de energia das turbinas eólicas podem levar a um aumento na magnitude e variações de frequência na voltagem da rede. Essas flutuações podem afetar adversamente o desempenho e a estabilidade do PLL e do controle de corrente da turbina eólica.

[004] Além disso, a redução da proporção de máquinas síncronas em relação às máquinas assíncronas, que determinam os parâmetros de definição da voltagem e frequência da rede, têm contribuído para a diminuição das margens de estabilidade. A consequência imediata da diminuição das margens de estabilidade é um colapso da rede quando sujeito a distúrbios de voltagem e frequência na rede.

[005] Consequentemente, muitas máquinas assíncronas existentes, como geradores de turbina eólica duplamente alimentados, operam em um modo de “seguimento da rede”. Dispositivos do tipo de seguimento da rede utilizam circuitos de regulação de corrente rápidos para controlar a energia ativa e reativa trocada com a rede. De forma mais específica, a Figura 1 ilustra os elementos básicos do circuito principal e da estrutura de controle do conversor para um gerador de turbina eólica duplamente alimentado que segue a rede. Como mostrado, a referência de energia ativa para o conversor é desenvolvida pelo regulador de fonte de energia, por exemplo, a porção de controle da turbina de uma turbina eólica. Isso é transmitido como uma referência de torque que representa o menor da energia máxima atingível da fonte de energia naquele instante, ou um comando de redução de um controlador de rede de nível superior. O controle do conversor então determina uma referência de corrente para o componente ativo da corrente para atingir o torque desejado. Consequentemente, o gerador de turbina eólica duplamente alimentado inclui funções que gerenciam a voltagem e a energia reativa de uma maneira que resulta em um comando para o componente reativo da corrente. Os reguladores de corrente de largura de banda larga desenvolvem comandos para a voltagem a ser aplicada pelos conversores ao sistema, de forma que as correntes reais acompanhem de perto os comandos.

[006] De forma alternativa, os conversores do tipo formador de rede fornecem uma característica de fonte de voltagem, em que o ângulo e a magnitude de voltagem são controlados para atingir as funções de regulação necessárias para a rede. Com esta estrutura, a corrente fluirá de acordo com as demandas da rede enquanto o conversor contribui para estabelecer uma voltagem e frequência para a rede. Esta característica é comparável aos geradores convencionais com base em uma turbina acionando uma máquina síncrona. Assim, uma fonte formadora de rede deve incluir as seguintes funções básicas: (1) suportar a voltagem e a frequência da rede para qualquer fluxo de corrente dentro da classificação do equipamento, tanto real quanto reativo; (2) evitar a operação além da voltagem do equipamento ou capacidade de corrente, permitindo que a voltagem ou frequência da rede mude em vez de desconectar o equipamento (a desconexão é permitida apenas quando a voltagem ou a frequência estão fora dos limites estabelecidos pela entidade da rede); (3) permanecer estável para qualquer configuração de rede ou característica de carga, incluindo servir uma carga isolada ou conectada a outras fontes formadoras de rede, e alternar entre tais configurações; (4) compartilhar a carga total da rede entre outras fontes formadoras de rede conectadas à rede; (5) superar os distúrbios da rede, tanto maiores quanto menores, e (6) atender aos requisitos (1) a (5) sem a necessidade de comunicação rápida com outros sistemas de controle existentes na rede, ou sinais lógicos criados externamente relacionados a mudanças na configuração da rede.

[007] A estrutura de controle básica para atingir os objetivos formadores de rede acima foi desenvolvida e comprovada em campo para sistemas de bateria no início de 1990 (ver, por exemplo, Patente dos Estados Unidos: 5.798.633 intitulada “Sistema de Condicionamento de Energia de Armazenamento de Energia de Bateria (Battery Energy Storage Power Conditioning System)”). Os pedidos de geradores eólicos de conversão total e geradores solares são divulgados na Patente dos Estados Unidos No.: 7.804.184 intitulada “Sistema e Método para Controle de um Sistema de Geração de Energia Conectada à Rede (System and Method for Control of a Grid Connected Power Generating System)” e na Patente dos Estados Unidos No.: 9.270.194 intitulada “Controlador para controlar a conversor de energia (Controller for controlling a power converter)”. Pedidos para controle de formação de rede para um gerador de turbina eólica duplamente alimentado são divulgadas em PCT/US2020/013787 intitulado “Sistema e método para fornecer controle de formação de rede para um gerador de turbina eólica de alimentação dupla (System and Method for Providing Grid-Forming Control for a Double-Feb Wind Turbine Generator)”.

[008] Como exemplo, a Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um circuito principal de um sistema de formação de rede. Conforme mostrado, o circuito principal inclui um conversor eletrônico de energia com conexões nos lados CC e CA. Este conversor recebe comandos de disparo de um controlador que cria um fasor de voltagem CA Vcnv em um ângulo de Thvcnv. O ângulo é em relação a um fasor de referência com uma frequência fixa. O lado DC é fornecido com um dispositivo capaz de gerar ou absorver energia mesmo por um curto período. Tais dispositivos podem incluir, por exemplo, baterias, painéis solares, máquinas rotativas com um retificador ou capacitores. Além disso, como mostrado, o circuito inclui uma impedância indutiva Xcnv conectando o conversor ao seu ponto de interconexão, mostrado como a voltagem Vt e o ângulo ThVt na Figura 2. O sistema elétrico atrás do ponto de interconexão é mostrado como um equivalente de ThVthev com impedância Zthev e voltagem Vthev no ângulo ThVthev. Este equivalente pode ser usado para representar qualquer circuito, incluindo circuitos conectados à rede e ilhados com cargas. Em situações práticas, a impedância Zthev será principalmente indutiva.

[009] Ainda com referência à Figura 2, a parte em forma de circuito fechado do controle principal recebe sinais de retorno de voltagem e da corrente no ponto de interconexão. Entradas adicionais são recebidas de controles de nível superior (não mostrado). Embora a Figura 2 ilustra um único conversor como exemplo, qualquer agrupamento de equipamento que pode criar um equivalente elétrico de uma voltagem controlada Vcnv por trás de uma impedância Xcnv pode ter os esquemas de controle divulgados aplicados para alcançar os mesmos benefícios de desempenho.

[010] Com referência agora à Figura 3, um diagrama de controle para fornecer controle de formação de rede de acordo com a construção convencional é ilustrado. Como mostrado, um controlador de conversor (1) recebe referências (por exemplo, Vref e Pref) e limites (por exemplo, VcmdLimites e PcmdLimites) de controles de nível superior (2). Esses limites de alto nível são em quantidades físicas de voltagem, corrente e energia. Os reguladores principais incluem um regulador de voltagem rápido (3) e um regulador de energia lenta (4). Esses reguladores (3, 4) têm limites finais aplicados aos comandos de controle do conversor para magnitude de voltagem (por exemplo, VcnvCmd) e ângulo (por exemplo, θPang e θPLL) para implementar restrições nos componentes reais e reativos da corrente, respectivamente. Além disso, tais limites são com base em um valor fixo predeterminado como padrão, com controle em forma de circuito fechado para reduzir os limites caso a corrente exceda os limites.

[011] Por conseguinte, a presente invenção é direcionada a sistemas e métodos para operar recursos com base em inversor conectados à rede tendo uma máquina assíncrona como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor, de modo a resolver os problemas acima mencionados.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[012] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[013] Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor. O método inclui receber, por meio de um controlador, pelo menos um de um comando de referência de frequência ou um comando de referência de voltagem de um controlador externo. O método também inclui determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de energia para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem. Além disso, o método inclui gerar, por meio do controlador, pelo menos um vetor de corrente usando pelo menos um sinal de referência de energia. Além disso, o método inclui determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando pelo menos um vetor de corrente. Além disso, o método inclui controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de voltagem, de forma que o recurso com base em inversor participe de forma ativa no controle de pelo menos um de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor e a rede elétrica em forma de circuito fechado.

[014] Em uma forma de realização, o método pode incluir ainda receber o comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem do controlador externo em resposta a um desvio em pelo menos um dentre a frequência ou a voltagem na rede elétrica. Assim, em tais formas de realização, o (s) vetor (es) de corrente muda (m) para corrigir o desvio.

[015] Em outra forma de realização, gerar o (s) vetor (es) de corrente usando a (s) referência (s) de energia pode incluir determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia e determinar, por meio do controlador, o (s) vetor (es) de corrente em função do sinal de referência de vetor de corrente.

[016] Em outras formas de realização, determinar o sinal de referência de vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia pode incluir calcular, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente como uma função de pelo menos um sinal de referência de energia e um ganho escalar.

[017] Em formas de realização adicionais, determinar um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de vetor de voltagem usando o (s) vetor (es) de corrente.

[018] Em várias formas de realização, determinar o (s) comando (s) de vetor de voltagem usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir regular, por meio de um regulador proporcional integral do controlador, o (s) vetor (es) de corrente para obter um ou mais comandos de vetor de voltagem.

[019] Assim, em outras formas de realização, determinar o (s) comando (s) de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir girar, por meio do controlador, um quadro de referência d-q do (s) vetor (es) de corrente de volta para um quadro de referência a-b-c usando um ângulo fasorial para obter o (s) comando (s) de controle de voltagem para o recurso com base em inversor.

[020] Em ainda outra forma de realização, o método pode incluir determinar, por meio do controlador, o (s) vetor (es) de corrente como uma função do sinal de referência de vetor de corrente e um sinal de retorno de vetor de corrente.

[021] Em formas de realização particulares, o (s) sinal (is) de referência de energia podem incluir um sinal de referência de energia ativa e/ou um sinal de referência de energia reativa.

[022] Em outras formas de realização, o pelo menos um recurso com base em inversor pode incluir, por exemplo, uma pluralidade de recursos com base em inversor conectados em paralelo. Assim, em tais formas de realização, o método pode incluir o fornecimento de uma primeira função característica de queda relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa e determinação do comando de referência de frequência e de voltagem comando de referência para a pluralidade de recursos com base em inversor com base na energia instantânea e na primeira função característica de queda e na segunda função característica de queda, respectivamente. Em tais formas de realização, a primeira e a segunda função de característica de queda permitem que a pluralidade de recursos com base em inversor participem do controle de voltagem e de frequência em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e ao comando de referência de voltagem.

[023] Em certas formas de realização, o método também pode incluir variar de forma dinâmica o comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória após o evento de rede.

[024] Em ainda outras formas de realização, o método pode incluir modificar, por meio de um circuito de controle externo do controlador, o comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para ajustar de forma dinâmica os desvios em pelo menos um dentre os comandos de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização.

[025] Em uma forma de realização, o método também pode incluir selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer o controle de formação de rede e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer controle de seguimento da rede.

[026] Em outras formas de realização, a máquina assíncrona pode incluir um gerador de indução duplamente alimentado, ao passo que o recurso com base em inversor pode ser um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um conversor de energia. Assim, em formas de realização particulares, o controlador pode incluir um controlador de turbina ou um controlador de conversor do sistema de energia de turbina eólica.

[027] Em outro aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para operar uma pluralidade de recursos com base em inversor de formação de rede conectados em paralelo a uma rede elétrica. Cada um da pluralidade de recursos com base em inversor tem uma máquina assíncrona. O método inclui o fornecimento de uma primeira função característica de queda relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa. Além disso, o método inclui determinar um comando de referência de frequência e um comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor com base na energia instantânea e na primeira função de característica de queda e na segunda função de característica de queda, respectivamente. Além disso, o método inclui controlar a pluralidade de recursos com base em inversor com base nos comandos de referência de frequência e voltagem, em que a primeira e a segunda função de característica de queda permite que a pluralidade de recursos com base em inversor participem no controle de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre a pluralidade de recursos com base em inversor e a rede elétrica em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem.

[028] Em uma forma de realização, o método inclui pelo menos um de variar de forma dinâmica pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória seguindo o evento de rede ou modificando, por meio de um circuito de controle externo do controlador, pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para ajustar de forma dinâmica para desvios em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização.

[029] Em ainda outro aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para operar uma pluralidade de recursos com base em inversor de formação de rede conectados em paralelo a uma rede elétrica. Cada um da pluralidade de recursos com base em inversor tem uma máquina assíncrona. O método inclui selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer o controle de formação de rede e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer controle de seguimento da rede

[030] Deve ser entendido que o sistema de energia da turbina eólica pode incluir ainda qualquer uma das características e/ou etapas adicionais aqui descritas.

[031] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem compreendidos com referência à seguinte descrição e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[032] Uma invenção completa e capacitadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às Figuras anexas, nas quais:
A Figura 1 ilustra um diagrama de uma linha de um gerador de turbina eólica duplamente alimentado com estrutura de controles de conversor para aplicação de seguimento da rede de acordo com a construção convencional;
A Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um circuito principal de um sistema de formação de rede de acordo com a construção convencional;
A Figura 3 ilustra um diagrama de controle para fornecer controle de formação de rede de acordo com a construção convencional;
A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica de acordo com a presente invenção;
A Figura 5 ilustra uma vista interna simplificada de uma forma de realização de uma nacela de acordo com a presente invenção;
A Figura 6 ilustra uma vista esquemática de uma forma de realização de um sistema de energia elétrica de turbina eólica adequado para uso com a turbina eólica mostrada na Figura 1;
A Figura 7 ilustra uma vista esquemática de uma forma de realização de um parque eólico tendo uma pluralidade de turbinas eólicas de acordo com a presente invenção;
A Figura 8 ilustra um diagrama de blocos de uma forma de realização de um controlador de acordo com a presente invenção;
A Figura 9 ilustra um diagrama de fluxo de uma forma de realização de método para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção;
A Figura 10 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção;
A Figura 11 ilustra um diagrama esquemático de outra forma de realização de um sistema para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção;
A Figura 12 ilustra um diagrama esquemático de ainda outra forma de realização de um sistema para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção;
As Figuras 13A a 13D ilustram vários gráficos para representar as vantagens do controle de frequência de formação de rede de acordo com a presente invenção;
As Figuras 14A-14D ilustram vários gráficos para representar as vantagens do controle de voltagem de formação de rede de acordo com a presente invenção;
A Figura 15 ilustra uma vista esquemática de uma forma de realização de uma pluralidade de recursos com base em inversor conectados à uma rede elétrica em paralelo de acordo com a presente invenção;
A Figura 16 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando o controle de queda do sistema;
A Figura 17 ilustra uma vista esquemática de outra forma de realização de uma pluralidade de recursos com base em inversor conectados à uma rede elétrica em paralelo de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando um módulo seletor dinâmico comunicativamente acoplado a cada um dos recursos com base em inversor; e
A Figura 18 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando o módulo seletor dinâmico se comunicando com um regulador de energia do sistema

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[033] Agora será feita referência em detalhes às formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. Na verdade, será evidente para os técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, os recursos ilustrados ou descritos como parte de uma forma de realização podem ser usados com outra forma de realização para produzir ainda uma forma de realização adicional. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações que caiam no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[034] Em geral, a presente invenção é direcionada a sistemas e métodos para operar um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor. Conforme usado neste documento, os recursos com base em inversor de forma geral se referem a dispositivos elétricos que podem gerar ou absorver energia elétrica por meio da comutação de dispositivos eletrônicos de energia. Consequentemente, o recurso com base em inversor pode incluir geradores de turbina eólica, inversores solares, sistemas de armazenamento de energia, STATCOMs ou sistemas de energia hidrelétrica. Por exemplo, em uma forma de realização, o recurso com base em inversor pode ser um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor do lado do rotor, um conversor do lado da linha e um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) conectado à rede elétrica. Assim, em tais formas de realização, o controle do conversor do lado do rotor pode ser modificado para emular o DFIG como uma máquina síncrona. Em particular, a estratégia de controle do conversor do lado do rotor pode ser alterada de um controle de energia ativa e reativa autônomo (P, Q) para o controle de voltagem/frequência. Assim, em tais formas de realização, o circuito de frequência controla quaisquer desvios na frequência da rede de maneira instantânea. Uma mudança proporcional na corrente do rotor do eixo 'q' é introduzida para interromper as perturbações na frequência da rede. Além disso, o circuito de controle de voltagem controla quaisquer desvios na magnitude de voltagem da rede de maneira instantânea. Uma mudança proporcional na corrente do rotor do eixo 'd' é introduzida para interromper as perturbações na magnitude de voltagem da rede. Consequentemente, a estrutura de controle completa pode ser executada em um quadro de referência em rotação síncrona em relação ao vetor de espaço da rede. Assim, a abordagem de controle vetorial é mantida e transmite um controle instantâneo de voltagem e frequência, limitado apenas pela frequência de chaveamento do conversor de energia.

[035] Com referência agora aos desenhos, a Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica (10) de acordo com a presente invenção. Como mostrado, a turbina eólica (10) de forma geral inclui uma torre (12) se estendendo de uma superfície de suporte (14), uma nacela (16) montada na torre (12) e um rotor (18) acoplado à nacela (16). O rotor (18) inclui um cubo rotativo (20) e pelo menos uma pá do rotor (22) acoplada e se estendendo para fora do cubo (20). Por exemplo, na forma de realização ilustrada, o rotor (18) inclui três pás do rotor (22). No entanto, em uma forma de realização alternativa, o rotor (18) pode incluir mais ou menos do que três pás do rotor (22). Cada pá do rotor (22) pode ser espaçada em torno do cubo (20) para facilitar a rotação do rotor (18) para permitir que a energia cinética seja transferida do vento para energia mecânica utilizável e, subsequentemente, energia elétrica. Por exemplo, o cubo (20) pode ser acoplado rotativamente a um gerador elétrico (24) (Figura 5) posicionado dentro da nacela (16) para permitir que a energia elétrica seja produzida.

[036] A turbina eólica (10) também pode incluir um controlador de turbina eólica (26) centralizado dentro da nacela (16). No entanto, em outras formas de realização, o controlador (26) pode estar localizado dentro de qualquer outro componente da turbina eólica (10) ou em um local fora da turbina eólica (10). Além disso, o controlador (26) pode ser acoplado comunicativamente a qualquer número dos componentes da turbina eólica (10), a fim de controlar a operação de tais componentes e/ou implementar uma ação corretiva ou de controle. Como tal, o controlador (26) pode incluir um computador ou outra unidade de processamento adequada. Assim, em várias formas de realização, o controlador (26) pode incluir instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas, configuram o controlador (26) para executar várias funções diferentes, como receber, transmitir e/ou executar sinais de controle de turbina eólica. Consequentemente, o controlador (26) pode de forma geral ser configurado para controlar os vários modos de operação (por exemplo, sequências de inicialização ou desligamento), rebaixando ou melhorando a turbina eólica e/ou componentes individuais da turbina eólica (10).

[037] Com referência agora à Figura 5, uma vista interna simplificada de uma forma de realização da nacela (16) da turbina eólica (10) mostrada na Figura 4 é ilustrado. Como mostrado, um gerador (24) pode ser disposto dentro da nacela (16) e suportado no topo de uma placa base (46). Em geral, o gerador (24) pode ser acoplado ao rotor (18) para produzir energia elétrica a partir da energia rotacional gerada pelo rotor (18). Por exemplo, como mostrado na forma de realização ilustrada, o rotor (18) pode incluir um eixo de rotor (34) acoplado ao cubo (20) para rotação com o mesmo. O eixo do rotor (34) pode, por sua vez, ser acoplado rotativamente a um eixo do gerador (36) do gerador (24) através de uma caixa de engrenagens (38). Como é de forma geral entendido, o eixo do rotor (34) pode fornecer uma entrada de baixa velocidade e alto torque para a caixa de engrenagens (38) em resposta à rotação das pás do rotor (22) e do cubo (20). A caixa de engrenagens (38) pode então ser configurada para converter a baixa velocidade, alta entrada de torque em alta velocidade, baixa saída de torque para acionar o eixo do gerador (36) e, assim, o gerador (24).

[038] A turbina eólica (10) também pode ter um ou mais mecanismos de acionamento de passo (32) comunicativamente acoplados ao controlador de turbina eólica (26), com cada mecanismo (s) de ajuste de passo (32) sendo configurado para girar um rolamento de passo (40) e, assim, a (s) pá (s) de rotor individual (22) sobre seu respectivo eixo de inclinação (28). Além disso, como mostrado, a turbina eólica (10) pode incluir um ou mais mecanismos de acionamento de guinada (42) configurados para alterar o ângulo da nacela (16) em relação ao vento (por exemplo, engatando um rolamento de guinada (44) do vento turbina (10) que está disposta entre a nacela (16) e a torre (12) da turbina eólica (10)).

[039] Além disso, a turbina eólica (10) também pode incluir um ou mais sensores (66, 68) para monitorar várias condições de vento da turbina eólica (10). Por exemplo, a direção do vento de entrada (52), velocidade do vento ou qualquer outra condição de vento adequada perto do vento a turbina (10) pode ser medida, tal como por meio do uso de um sensor meteorológico adequado (66). Sensores meteorológicos adequados podem incluir, por exemplo, dispositivos de detecção e alcance de luz (“LIDAR”), dispositivos de detecção e alcance sônico (“SODAR”), anemômetros, palhetas de vento, barômetros, dispositivos de radar (tais como dispositivos de radar Doppler) ou qualquer outro dispositivo de detecção que pode fornecer informações direcionais do vento agora conhecidas ou desenvolvidas posteriormente no estado da técnica. Ainda outros sensores (68) podem ser utilizados para medir parâmetros operacionais adicionais da turbina eólica (10), tais como voltagem, corrente, vibração, etc., conforme descrito neste documento.

[040] Com referência agora à Figura 6, um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema de energia de turbina eólica (100) é ilustrado de acordo com aspectos da presente invenção. Embora a presente invenção seja de forma geral descrita neste documento com referência à turbina eólica (10) mostrada na Figura 4, os técnicos no assunto, usando as divulgações fornecidas neste documento, devem entender que aspectos da presente invenção também podem ser aplicáveis em outros sistemas de geração de energia e, como mencionado acima, que a invenção não está limitada a sistemas de turbina eólica.

[041] Na forma de realização da Figura 6 e como mencionado, o rotor (18) da turbina eólica (10) (Figura 4) pode, opcionalmente, ser acoplado à caixa de engrenagens (38), que é, por sua vez, acoplada a um gerador (102), que pode ser um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG). Como mostrado, o DFIG (102) pode ser conectado a um barramento de estator (104). Além disso, como mostrado, um conversor de energia (106) pode ser conectado ao DFIG (102) por meio de um barramento de rotor (108) e ao barramento de estator (104) por meio de um barramento lateral de linha (110). Como tal, o barramento do estator (104) pode fornecer uma energia multifásica de saída (por exemplo, energia trifásica) de um estator do DFIG (102), e o barramento do rotor (108) pode fornecer uma energia multifásica de saída (por exemplo, energia trifásica) de um rotor do DFIG (102). O conversor de energia (106) também pode incluir um conversor do lado do rotor (RSC) (112) e um conversor do lado da linha (LSC) (114). O DFIG (102) é acoplado por meio do barramento do rotor (108) ao conversor do lado do rotor (112). Além disso, o RSC (112) está acoplado ao LSC (114) por meio de uma ligação DC (116) por meio do qual está um capacitor de ligação DC (118). O LSC (114) é, por sua vez, acoplado ao barramento lateral da linha (110).

[042] O RSC (112) e o LSC (114) podem ser configurados para o modo de operação normal em um arranjo de modulação de largura de pulso (PWM) trifásico usando um ou mais dispositivos de comutação, tais como elementos de comutação de transistor bipolar de porta isolada (IGBT). Além disso, o conversor de energia (106) pode ser acoplado a um controlador de conversor (120) a fim de controlar a operação do conversor lateral do rotor (112) e/ou do conversor lateral da linha (114) como descrito neste documento. Deve-se notar que o controlador conversor (120) pode ser configurado como uma interface entre o conversor de energia (106) e o controlador de turbina (26) e pode incluir qualquer número de dispositivos de controle.

[043] Em configurações típicas, vários contatores de linha e disjuntores incluindo, por exemplo, um disjuntor de rede (122) também podem ser incluídos para isolar os vários componentes conforme necessário para a operação normal do DFIG (102) durante a conexão e desconexão de uma carga, tal como o elétrico rede (124). Por exemplo, um disjuntor de sistema (126) pode acoplar um barramento de sistema (128) a um transformador (130), que pode ser acoplado à rede elétrica (124) por meio do disjuntor de rede (122). Em formas de realização alternativas, os fusíveis podem substituir parte ou todo o circuito disjuntores.

[044] Em operação, a energia de corrente alternada gerada no DFIG (102) pela rotação do rotor (18) é fornecida à rede elétrica (124) por meio de caminhos duplos definidos pelo barramento do estator (104) e o barramento do rotor (108). No lado do barramento do rotor (108), multifase sinusoidal (por exemplo, energia de corrente alternada (CA) trifásica é fornecida ao conversor de energia (106). O conversor de energia do lado do rotor (112) converte a energia CA fornecida a partir do barramento do rotor (108) em energia de corrente contínua (CC) e fornece energia CC para a ligação CC (116). Como é de forma geral entendido, os elementos de comutação (por exemplo, IGBTs) usados nos circuitos de ponte do conversor de energia do lado do rotor (112) podem ser modulados para converter a energia CA fornecida a partir do barramento do rotor (108) em energia CC adequada para a ligação CC (116).

[045] Além disso, o conversor do lado da linha (114) converte a energia CC na ligação CC (116) em energia de saída CA adequada para a rede elétrica (124). Em particular, os elementos de comutação (por exemplo, IGBTs) usados em circuitos de ponte do conversor de energia do lado da linha (114) podem ser modulados para converter a energia CC na ligação CC (116) em energia CA no barramento lateral da linha (110). A energia CA do conversor de energia (106) pode ser combinada com a energia do estator do DFIG (102) para fornecer energia multifásica (por exemplo, alimentação trifásica) tendo uma frequência mantida substancialmente na frequência da rede elétrica (124) (por exemplo, 50 Hz ou 60 Hz).

[046] Além disso, vários disjuntores e interruptores, como o disjuntor da rede (122), o disjuntor do sistema (126), o interruptor de sincronização do estator (132), o disjuntor do conversor (134) e o contator de linha (136) podem ser incluídos no sistema de energia da turbina eólica (100) para conectar ou desconectar os barramentos correspondentes, por exemplo, quando o fluxo de corrente é excessivo e pode danificar os componentes do sistema de energia da turbina eólica (100) ou para outras considerações operacionais. Componentes de proteção adicionais também podem ser incluídos no sistema de energia da turbina eólica (100).

[047] Além disso, o conversor de energia (106) pode receber sinais de controle, por exemplo, do sistema de controle local (176) por meio do controlador de conversor (120). Os sinais de controle podem ser com base, entre outras coisas, em estados detectados ou características operacionais do sistema de energia de turbina eólica (100). Normalmente, os sinais de controle fornecem controle da operação do conversor de energia (106). Por exemplo, o retorno na forma de uma velocidade detectada do DFIG (102) pode ser usado para controlar a conversão da energia de saída do barramento do rotor (108) para manter uma fonte de alimentação multifásica adequada e balanceada (por exemplo, trifásica). Outro retorno de outros sensores também pode ser usado pelo (s) controlador (es) (120, 26) para controlar o conversor de energia (106), incluindo, por exemplo, tensões de barramento de rotor e estator e retornos de corrente. Usando as várias formas de informação de retorno, sinais de controle de comutação (por exemplo, comandos de temporização de porta para IGBTs), sinais de controle de sincronização de estator e sinais de disjuntor podem ser gerados.

[048] O conversor de energia (106) também compensa ou ajusta a frequência da energia trifásica do rotor para mudanças, por exemplo, na velocidade do vento no cubo (20) e nas pás do rotor (22). Portanto, as frequências do rotor mecânico e elétrico são desacopladas e a correspondência do estator elétrico e da frequência do rotor é facilitada de maneira substancialmente independente da velocidade do rotor mecânico.

[049] Em alguns estados, as características bidirecionais do conversor de energia (106) e, de forma específica, as características bidirecionais do LSC (114) e RSC (112), facilitam a retroalimentação de pelo menos parte da energia elétrica gerada no rotor do gerador. De forma mais específica, a energia elétrica pode ser transmitida do barramento do estator (104) para o barramento lateral da linha (110) e, subsequentemente, por meio do contator de linha (136) e para o conversor de energia (106), de forma específica o LSC (114) que atua como um retificador e retifica a alimentação senoidal trifásica AC para alimentação DC. A energia CC é transmitida para a ligação CC (116). O capacitor (118) facilita a atenuação das variações de amplitude de voltagem da ligação CC ao facilitar a mitigação de uma ondulação CC, às vezes associada à retificação CA trifásica.

[050] A energia CC é subsequentemente transmitida ao RSC (112), que converte a energia elétrica CC em uma energia elétrica CA sinusoidal trifásica ajustando tensões, correntes e frequências. Esta conversão é monitorada e controlada por meio do controlador conversor (120). A energia CA convertida é transmitida do RSC (112) por meio do barramento do rotor (108) para o rotor do gerador. Desse modo, o controle da energia reativa do gerador é facilitado pelo controle da corrente e de voltagem do rotor.

[051] Com referência agora à Figura 7, o sistema de energia da turbina eólica (100) aqui descrito pode ser parte de um parque eólico (50). Como mostrado, o parque eólico (50) pode incluir uma pluralidade de turbinas eólicas (52), incluindo a turbina eólica (10) descrita acima e um controlador geral ao nível do parque (56). Por exemplo, como mostrado na forma de realização ilustrada, o parque eólico (50) inclui doze turbinas eólicas, incluindo a turbina eólica (10). No entanto, em outras formas de realização, o parque eólico (50) pode incluir qualquer outro número de turbinas eólicas, como menos de doze turbinas eólicas ou mais de doze turbinas eólicas. Em uma forma de realização, os controladores de turbina da pluralidade de turbinas eólicas (52) são comunicativamente acoplados ao controlador de nível de fazenda (56), por exemplo, através de uma conexão com fio, tal como conectando o controlador de turbina (26) através de ligações comunicativos adequados (54) (por exemplo, um cabo adequado). De forma alternativa, os controladores de turbina podem ser acoplados comunicativamente ao controlador de nível agrícola (56) por meio de uma conexão sem fio, tal como usando qualquer protocolo de comunicação sem fio adequado conhecido no estado da técnica. Em outras formas de realização, o controlador de nível de fazenda (56) é configurado para enviar e receber sinais de controle de e para as várias turbinas eólicas (52), como, por exemplo, distribuir demandas de energia real e/ou reativa através das turbinas eólicas (52) do parque eólico (50).

[052] Com referência agora à Figura 8, um diagrama de blocos de uma forma de realização de componentes adequados que podem ser incluídos dentro do controlador (tal como qualquer um do controlador de conversor (120), o controlador de turbina (26) e/ou o controlador de nível de fazenda (56) aqui descrito) de acordo com o exemplo aspectos da presente invenção são ilustrados. Como mostrado, o controlador pode incluir um ou mais processador (es) (58), computador ou outra unidade de processamento adequada e dispositivo (s) de memória associado (s) (60) que podem incluir instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas, configuram o controlador para executar várias funções diferentes, como receber, transmitir e/ou executar sinais de controle de turbina eólica (por exemplo, executar os métodos, etapas, cálculos e semelhantes aqui divulgados).

[053] Conforme usado neste documento, o termo “processador” se refere não apenas a circuitos integrados referidos no estado da técnica como sendo incluídos em um computador, mas também se refere a um controlador, um microcontrolador, um microcomputador, um controlador lógico programável (PLC), um aplicativo circuito integrado específico e outros circuitos programáveis. Além disso, o (s) dispositivo (s) de memória (60) podem de forma geral incluir elemento (s) de memória, incluindo, mas não se limitando a, meio legível por computador (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), meio não volátil legível por computador (por exemplo, uma memória flash), um disquete, uma memória somente de leitura de disco compacto (CDROM), um disco magneto-óptico (MOD), um disco versátil digital (DVD) e/ou outros elementos de memória adequados.

[054] Tais dispositivos de memória (60) podem de forma geral ser configurados para armazenar instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas pelo (s) processador (es) (58), configuram o controlador para executar várias funções, conforme descrito neste documento. Além disso, o controlador também pode incluir uma interface de comunicação (62) para facilitar as comunicações entre o controlador e os vários componentes da turbina eólica (10). Uma interface pode incluir um ou mais circuitos, terminais, pinos, contatos, condutores ou outros componentes para enviar e receber sinais de controle. Além disso, o controlador pode incluir uma interface de sensor (64) (por exemplo, um ou mais conversores analógicodigital) para permitir que os sinais transmitidos dos sensores (66, 68) sejam convertidos em sinais que podem ser compreendidos e processados pelo (s) processador (es) (58)

[055] Com referência agora à Figura 9, é fornecido um diagrama de fluxo de uma forma de realização de um método (200) para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor. Em uma forma de realização, por exemplo, a máquina assíncrona pode incluir um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG), enquanto o recurso com base em inversor pode ser um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um conversor de energia. Em geral, o método (200) é descrito neste documento com referência ao sistema de energia de turbina eólica (100) das Figuras 4 a 8. No entanto, deve ser apreciado que o método divulgado (200) pode ser implementado com quaisquer outros sistemas de geração de energia adequados tendo quaisquer outras configurações adequadas. Além disso, embora a Figura 9 representa as etapas realizadas em uma ordem particular para fins de ilustração e discussão, os métodos aqui discutidos não estão limitados a qualquer ordem ou arranjo particular. Um técnico no assunto, usando as divulgações fornecidas neste documento, apreciará que várias etapas dos métodos divulgados neste documento podem ser omitidas, reorganizadas, combinadas e/ou adaptadas de várias maneiras, sem se desviar do escopo da presente invenção

[056] Como mostrado em (202), o método (200) inclui receber, por meio de um controlador, pelo menos um de um comando de referência de frequência ou um comando de referência de voltagem de um controlador externo. Como uma questão inicial, em formas de realização particulares, o controlador aqui descrito pode incluir o controlador de turbina (26) ou o controlador de conversor (120) do sistema de energia de turbina eólica (100). Por exemplo, em uma forma de realização, o método (200) pode incluir o recebimento do comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem do controlador externo em resposta a um desvio na frequência ou a voltagem na rede elétrica.

[057] Como mostrado em (204), o método (200) inclui determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de energia para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem. Por exemplo, em formas de realização particulares, o (s) sinal (is) de referência de energia podem incluir um sinal de referência de energia ativa e/ou um sinal de referência de energia reativa.

[058] Ainda com referência à Figura 9, como mostrado em (206), o método (200) inclui gerar, por meio do controlador, pelo menos um vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia. Em outra forma de realização, gerar o (s) vetor (es) de corrente usando a (s) referência (s) de energia pode incluir determinar pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia e determinar o (s) vetor (es) de corrente em função do sinal de referência de vetor de corrente. Além disso, em formas de realização particulares, o método (200) pode incluir determinar, por meio do controlador, o (s) vetor (es) de corrente como uma função do sinal de referência de vetor de corrente e um sinal de retorno de vetor de corrente. Além disso, em outras formas de realização, a determinação do sinal de referência de vetor de corrente usando o (s) sinal (is) de referência de energia pode incluir o cálculo do (s) sinal (is) de referência de vetor de corrente como uma função do (s) sinal (is) de referência de energia. Assim, em certas formas de realização, o (s) vetor (es) de corrente muda (m) para corrigir o desvio

[059] Como mostrado em (208), o método (200) inclui determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando pelo menos um vetor de corrente. Como mostrado em (210), o método (200) inclui controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de voltagem, de forma que o recurso com base em inversor participe de forma ativa no controle de pelo menos um de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor e a rede elétrica em forma de circuito fechado. Por exemplo, em uma forma de realização, determinar o (s) comando (s) de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de vetor de voltagem usando o (s) vetor (es) de corrente.

[060] Em particular, em tais formas de realização, determinar o (s) comando (s) de vetor de voltagem usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir regular, por meio de um regulador proporcional integral do controlador, o (s) vetor (es) de corrente para obter um ou mais comandos de vetor de voltagem. Além disso, em outras formas de realização, determinar o (s) comando (s) de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o (s) vetor (es) de corrente pode incluir girar, por meio do controlador, um quadro de referência d-q de volta para um quadro de referência a-b-c usando um ângulo fasorial para obter o (s) comando (s) de controle de voltagem para o recurso com base em inversor.

[061] O método (200) da Figura 9 agora pode ser mais bem compreendido com referência ao sistema (300) ilustrado na Figura 10. Em particular, a Figura 10 ilustra um diagrama de controle de uma forma de realização do sistema (300) para operar pelo menos um recurso com base em inversor (330) tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica como uma máquina síncrona virtual para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor. Como mostrado, o sistema (300) fornece uma estrutura de regulador de energia única (302) (em comparação com o regulador de energia de convenção (4) da Figura 3).

[062] Em particular, como mostrado, o regulador de energia (302) recebe um comando de referência de frequência ωref e um comando de referência de voltagem Vqref de um controlador externo (por exemplo, do controlador de nível de fazenda (156)). Além disso, como mostrado em (304 e 306), respectivamente, o comando de referência de frequência ωref e o comando de referência de voltagem Vqref podem ser comparados a um sinal de retorno de frequência ω e sinal de retorno de voltagem Vq, respectivamente. Assim, como mostrado, as comparações de (304 e 306) podem ser reguladas por meio de reguladores proporcionais integrais (308, 310) tendo limites superior e inferior (por exemplo, Pmin, Pmax, Qmin, Qmax) para determinar um sinal de referência de energia ativa Pref e um sinal de referência de energia reativa Qref, além disso, como mostrado em (312 e 314), o sistema (300) pode então gerar sinais de referência de vetor de corrente d e q (por exemplo, Irqref e Irdref) a partir do sinal de referência de energia ativa Pref e um sinal de referência de energia reativa Qref, respectivamente. De forma mais específica, como mostrado, o sistema (300) pode calcular os sinais de referência do vetor de corrente Irqref e Irdref como uma função do sinal de referência de energia ativa Pref e um sinal de referência de energia reativa Qref, respectivamente. Em particular, em uma forma de realização, a relação generalizada entre Pref e Irqref pode ser dada pela Equação (1) abaixo:
Irqref = (Pref/K1 - Vd * Irdref)/Vq Equação (1)
Em que K1 é um ganho escalar,
Vd e Vq são vetores de voltagem na transformação d-q, Irdref e Irqref são os vetores de corrente na transformação d-q, e Pref é o componente de energia real resultante.

[063] Normalmente, no controle vetorial, um vetor de voltagem (por exemplo, Vd) é igualado a zero durante a transformação e Vq representa a magnitude de voltagem, que é uma constante em estado estacionário. Assim, a Equação (1) é simplificada de acordo com a Equação (2) abaixo:
Irqref = (Pref/K2) Equação (2)
Em que K2 é o novo ganho escalar usado no controlador e é definido para otimizar a ação de controle.

[064] De maneira semelhante, a relação simplificada entre Irdref e Qref pode ser obtida usando a Equação (3) abaixo:
Irdref = (Qref/K3) Equação (3)
Em que K3 é um ganho escalar.

[065] Ainda com referência à Figura 10, como mostrado em (316 e 318), o sistema (300) pode então comparar os sinais de referência do vetor de corrente Irqref e Irdref aos respectivos sinais de retorno do vetor de corrente Irq e Ird, que são obtidos após a aplicação da transformação d-q ao quadro de referência a-b-c. Assim, em certas formas de realização, os vetores de corrente (ou seja, as saídas (320, 322)) mudam para corrigir um desvio na frequência e/ou voltagem na rede elétrica. Em particular, as saídas (320, 322) das comparações podem ser reguladas por meio de reguladores proporcionais integrais (324, 326) para determinar os comandos de vetor de voltagem Vrq e Vrd. O quadro de referência d-q dos comandos de vetor de voltagem Vrq e Vrd pode então ser girado de volta para o quadro de referência a-b-c usando um ângulo fasorial θ para obter pelo menos um comando (s) de controle de voltagem (por exemplo, Vrinvabc) para o recurso com base em inversor. Por conseguinte, o regulador de energia (302) opera o recurso com base em inversor com base no (s) comando (s) de controle de voltagem Vrinvabc de forma que o recurso com base em inversor participe de forma ativa no controle de voltagem e/ou frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor e a rede elétrica em forma de circuito fechado.

[066] Com referência agora às Figuras 11 e 12, e como mencionado anteriormente, os sistemas e métodos da presente invenção podem ser implementados por meio do controlador de turbina (26) e/ou do controlador de conversor (120). Deve ainda ser entendido que os componentes com numeração semelhante se destinam a designar um componente comum. Por exemplo, como mostrado em (304) na Figura 11, o comando de referência de frequência ωref pode ser comparado ao sinal de retorno de frequência ω por meio do controlador de conversor (120). Além disso, como mostrado, o controlador de conversor (120) pode então regular a comparação por meio do regulador proporcional integral (308). A saída do regulador (308) pode então ser enviado para o controlador de turbina (26). Assim, como mostrado, o controlador de turbina (26) pode então determinar uma referência de torque Tref que pode ser enviada de volta para o controlador de conversor (120). Como mostrado em (315), o controlador de conversor (120) pode calcular o vetor de corrente sinal de referência Irqref em função da referência de torque Tref. O sinal de referência de vetor de corrente Irdref é gerado da mesma maneira como mostrado na Figura 10. Assim, o controlador conversor (120) continua a gerar o (s) comando (s) de controle de voltagem Vrinvabc, conforme mostrado em relação à Figura 10

[067] Em outra forma de realização, como mostrado na Figura 12, como mostrado em (304), o comando de referência de frequência ωref pode ser comparado ao sinal de retorno de frequência ω por meio do controlador de turbina (26). Além disso, como mostrado, o controlador de turbina (26) pode então regular a comparação por meio do regulador proporcional integral (308). A energia ativa a referência Pref do regulador (308) pode então ser usada para determinar uma referência de torque Tref. A referência de torque Tref pode então ser enviada para o controlador conversor (120). Como mostrado em (315), o controlador conversor (120) pode calcular o sinal de referência de vetor de corrente Irqref como uma função da referência de torque Tref. O sinal de referência de vetor de corrente Irdref é gerado da mesma maneira como mostrado na Figura 10. Assim, o controlador conversor (120) continua a gerar o (s) comando (s) de controle de voltagem Vrinvabc, conforme mostrado em relação à Figura 10.

[068] Com referência agora às Figuras 13A a 14D, vários gráficos são fornecidos para ilustrar a frequência (Figuras 13A a 13D) e o controle de voltagem (Figuras 14A a 14D) de acordo com a presente invenção. Referindo-se particularmente à Figura 13A, uma linha de base dos vários vetores de voltagem e corrente é fornecida. A Figura 13B ilustra a mudança nos vetores de voltagem e corrente quando uma perturbação de frequência é introduzida pela rede elétrica. A Figura 13C ilustra os vetores de voltagem e corrente do recurso com base em inversor sendo controlados de acordo com os conceitos de rede convencional, que visam atender aos pontos de ajuste de energia ativa e reativa e não restaurar a frequência da rede. Em contraste, a Figura 13D ilustra os vetores de voltagem e corrente do recurso com base em inversor sendo controlados de acordo com os conceitos formadores de rede descritos neste documento, que visam restaurar a frequência para a rede elétrica empurrando energia adicional para ela. Em tais casos, para o método de seguimento da rede, o vetor de corrente do rotor permanece o mesmo, enquanto, para o método formadores de rede, o vetor de corrente do rotor muda para corrigir a frequência de rede. Em ambos os casos, conforme mostrado, o vetor de voltagem do rotor é alterado para compensar as alterações.

[069] Com referência agora à Figura 14A, uma linha de base dos vários vetores de voltagem e corrente é fornecida. A Figura 14B ilustra a mudança nos vetores de voltagem e corrente quando uma perturbação de voltagem é introduzida pela rede elétrica. A Figura 14C ilustra os vetores de voltagem e corrente do recurso com base em inversor sendo controlados de acordo com os conceitos de rede convencional, que visam atender aos pontos de ajuste de energia ativa e reativa e não restaurar a voltagem da rede. Em contraste, a Figura 14D ilustra os vetores de voltagem e corrente do recurso com base em inversor sendo controlados de acordo com os conceitos formadores de rede descritos neste documento, que visam restaurar a voltagem para a rede elétrica empurrando energia reativa adicional a ela. Em tais casos, para o método de seguimento da rede, o vetor de corrente do rotor permanece o mesmo, enquanto, para o método formadores de rede, o vetor de corrente do rotor muda para corrigir a voltagem de rede.

[070] Com referência agora às Figuras 15 e 16, os sistemas e métodos descritos neste documento podem ser aplicados a uma pluralidade de recursos com base em inversor (330) conectados em paralelo à rede elétrica (332). Assim, como mostrado particularmente na Figura 16, o sistema (300) de cada um dos recursos com base em inversor (330) (tal como o controle do conversor do lado do rotor) pode ser fornecido com controle de queda. Conforme usado neste documento, o controle de queda de forma geral se refere a um método de simulação de características de queda de um gerador. Assim, o método de controle é de forma geral aplicável em que vários inversores sem linha de comunicação estão conectados em paralelo. Por exemplo, em certos casos, o controle de queda pode incluir cada inversor auto detectando sua própria energia de saída e, em seguida, ajustando a mesma contra a amplitude de voltagem de saída de referência e a frequência obtida realizando o controle de queda, de modo a realizar uma alocação razoável de energia ativa e energia reativa do sistema (300). Assim, em caso de alterações de voltagem e frequência da rede, cada recurso distribuído é capaz de ajustar a energia ativa de saída e energia reativa automaticamente, e participa da regulação de voltagem e frequência da rede.

[071] Além disso, em formas de realização particulares, como mostrado na Figura 16, o controle de queda descrito neste documento pode incluir, pelo menos, uma primeira função característica de queda (334) relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda (336) relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa. Assim, como mostrado, o regulador de energia (302) pode determinar o comando de referência de frequência ωref e o comando de referência de voltagem Vqref para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) com base na energia instantânea (por exemplo, Pm e Qm) e a primeira função característica de queda (334) e a segunda função característica de queda (336), respectivamente. Por conseguinte, em tais formas de realização, a primeira e a segunda função características de queda (334, 336) permitem que a pluralidade de recursos com base em inversor (330) participem do controle de voltagem e de frequência em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e ao comando de referência de voltagem. Em particular, o sistema (300) é configurado para variar de forma dinâmica o comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória seguindo o evento de rede.

[072] Além disso, e ainda se referindo à Figura 16, o sistema (300) pode incluir ainda um circuito de controle secundário (338) para modificar a característica de queda. Além disso, como mostrado, o circuito de controle secundário (338) do sistema (300) pode modificar o comando de referência de frequência e/ou o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) para ajustar de forma dinâmica para desvios em pelo menos um dentre os comandos de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização, por exemplo, usando Δkf e ΔkV.

[073] Com referência agora às Figuras 17 e 18, em outra forma de realização, o sistema (300) pode incluir um módulo seletor dinâmico (340) capaz de selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor (330) para fornecer o controle de formação de rede e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor (330) para fornecer controle de seguimento da rede, por exemplo de forma que todo o parque eólico pode ser emulando como uma máquina síncrona. Assim, como mostrado particularmente na Figura 18, cada um dos reguladores de energia (302) pode receber entrada do módulo seletor dinâmico (340) para indicar ao regulador (302) se deve operar de acordo com o seguimento da rede ou esquemas de controle de formação de rede. De forma mais específica, como mostrado, cada um dos reguladores de energia (302) pode incluir pelo menos o interruptor (342, 344) para mudar entre o seguimento da rede e os esquemas de controle de formação de rede.

[074] Em formas de realização adicionais, o módulo seletor dinâmico (340) pode selecionar se deve operar certos recursos com base em inversor (330) usando controle de seguimento da rede ou controle de formação de rede com base em certas condições, tais como condições do vento (por exemplo, velocidade do vento, direção do vento, esteira, etc..), corrente de saída gerada, a distância da subestação, armazenamento disponível ou quaisquer outros parâmetros adequados.

[075] Outros aspectos da invenção são fornecidos pela matéria das seguintes cláusulas:
Cláusula 1. Método para operar pelo menos um recurso com base em inversor tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor, o método caracterizado por compreender: receber, por meio de um controlador, pelo menos um de um comando de referência de frequência ou um comando de referência de voltagem de um controlador externo; determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de energia para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem; gerar, por meio do controlador, pelo menos um vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia; determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando pelo menos um vetor de corrente; e controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de voltagem, de forma que o recurso com base em inversor participe de forma ativa no controle de pelo menos um de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor e a rede elétrica em forma de circuito fechado.
Cláusula 2. O método da cláusula 1, em que o controle de formação de rede emula a máquina assíncrona como uma máquina síncrona virtual.
Cláusula 3. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, compreendendo ainda receber pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem do controlador externo em resposta a um desvio em pelo menos um dentre a frequência ou a voltagem na rede elétrica, em que pelo menos um vetor de corrente muda para corrigir o desvio.
Cláusula 4. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, em que a geração de pelo menos um vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia compreende ainda: determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia; e determinar, por meio do controlador, o pelo menos um vetor de corrente como uma função do sinal de referência de vetor de corrente.
Cláusula 5. O método da cláusula 4, em que a determinação de pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia compreende ainda: calcular, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente como uma função de pelo menos um sinal de referência de energia e um ganho escalar.
Cláusula 6. O método da cláusula 4, em que a determinação de um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o pelo menos um vetor de corrente compreende ainda: determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de vetor de voltagem usando pelo menos um vetor de corrente.
Cláusula 7. O método da cláusula 6, em que a determinação de um ou mais comandos de vetor de voltagem usando o pelo menos um vetor de corrente compreende ainda: regular, por meio de um regulador proporcional integral do controlador, o pelo menos um vetor de corrente para obter um ou mais comandos de vetor de voltagem.
Cláusula 8. O método da cláusula 7, em que a determinação de um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor usando o pelo menos um vetor de corrente compreende ainda: girar, por meio do controlador, um quadro de referência d-q do pelo menos um vetor de corrente de volta para um quadro de referência a-b-c usando um ângulo fasorial para obter um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor.
Cláusula 9. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, compreendendo ainda determinar, por meio do controlador, o pelo menos um vetor de corrente como uma função de pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente e um sinal de retorno de vetor de corrente.
Cláusula 10. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, em que pelo menos um sinal de referência de energia compreende um sinal de referência de energia ativa e um sinal de referência de energia reativa.
Cláusula 11. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, em que pelo menos um recurso com base em inversor compreende uma pluralidade de recursos com base em inversor conectados em paralelo.
Cláusula 12. O método da cláusula 11, compreendendo ainda: fornecer uma primeira função característica de queda relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa; e determinar o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor com base na energia instantânea e na primeira função característica de queda e na segunda função característica de queda, respectivamente, em que a primeira e a segunda função de característica de queda permite que a pluralidade de recursos com base em inversor participem do controle de voltagem e de frequência em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e ao comando de referência de voltagem.
Cláusula 13. O método da cláusula 12, compreendendo ainda variar de forma dinâmica pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória após o evento de rede.
Cláusula 14. O método das cláusulas 12 e 13, compreendendo ainda modificar, por meio de um circuito de controle externo do controlador, pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para ajustar de forma dinâmica para desvios em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização.
Cláusula 15. O método da cláusula 11, compreendendo ainda: selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer o controle de formação de rede; e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer controle de seguimento da rede.
Cláusula 16. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, em que a máquina assíncrona compreende um gerador de indução duplamente alimentado e o recurso com base em inversor compreende um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um conversor de energia.
Cláusula 17. O método da cláusula 12, em que o controlador compreende pelo menos um de um controlador de turbina ou um controlador de conversor do sistema de energia de turbina eólica.
Cláusula 18. Método para operar uma pluralidade de recursos com base em inversor de formação de rede conectados em paralelo a uma rede elétrica, cada um da pluralidade de recursos com base em inversor tendo uma máquina assíncrona, o método caracterizado por compreender: fornecer uma primeira função característica de queda relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa; determinar um comando de referência de frequência e um comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor com base na energia instantânea e na primeira função característica de queda e na segunda função característica de queda, respectivamente; e controlar a pluralidade de recursos com base em inversor com base nos comandos de referência de frequência e voltagem, em que a primeira e a segunda função de característica de queda permite que a pluralidade de recursos com base em inversor participem no controle de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre a pluralidade de recursos com base em inversor e a rede elétrica em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem.
Cláusula 19. O método da cláusula 18, compreendendo ainda pelo menos um dentre: variar de forma dinâmica pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória após o evento de rede, ou modificar, por meio de um circuito de controle externo do controlador, pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor para ajustar de forma dinâmica para desvios em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização.
Cláusula 20. Método para operar uma pluralidade de recursos com base em inversor de formação de rede conectados em paralelo a uma rede elétrica, cada um da pluralidade de recursos com base em inversor tendo uma máquina assíncrona, o método caracterizado por compreender: selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer o controle de formação de rede; e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor para fornecer controle de seguimento da rede.

[076] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a invenção, incluindo a melhor forma de realização, e também para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a invenção, incluindo a fabricação e o uso de quaisquer dispositivos ou sistemas e a execução de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Esses outros exemplos destinam-se a estar dentro do escopo das reivindicações se incluírem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

MÉTODO (200) PARA OPERAR PELO MENOS UM RECURSO COM BASE EM INVERSOR tendo uma máquina assíncrona conectada a uma rede elétrica (124) para fornecer controle de formação de rede do recurso com base em inversor (330), o método (200) caracterizado por compreender: receber (202), por meio de um controlador, pelo menos um de um comando de referência de frequência ou um comando de referência de voltagem de um controlador externo; determinar (202), por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de energia para o recurso com base em inversor (330) com base em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem; gerar (206), por meio do controlador, pelo menos um vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia; determinar (208), por meio do controlador, um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor (330) usando pelo menos um vetor de corrente; e controlar (210), por meio do controlador, o recurso com base em inversor (330) com base em um ou mais comandos de controle de voltagem, de forma que o recurso com base em inversor (330) participe de forma ativa no controle de pelo menos um de voltagem e frequência em um ponto de interconexão entre o recurso com base em inversor (330) e a rede elétrica (124) em forma de circuito fechado.
MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controle de formação de rede emular a máquina assíncrona como uma máquina síncrona virtual.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por compreender ainda receber pelo menos um dentre o comando de referência de frequência ou o comando de referência de voltagem do controlador externo em resposta a um desvio em pelo menos um dentre a frequência ou a voltagem na rede elétrica (124), em que pelo menos um vetor de corrente muda para corrigir o desvio.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela geração de pelo menos um vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia compreender ainda: determinar, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia; e determinar, por meio do controlador, o pelo menos um vetor de corrente como uma função do sinal de referência de vetor de corrente.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por determinar o pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente usando o pelo menos um sinal de referência de energia compreender ainda: calcular, por meio do controlador, pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente como uma função de pelo menos um sinal de referência de energia e um ganho escalar.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por determinar (208) um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor (330) usando pelo menos um vetor de corrente compreender ainda: determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de vetor de voltagem usando pelo menos um vetor de corrente.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por determinar um ou mais comandos de vetor de voltagem usando o pelo menos um vetor de corrente compreender ainda: regular, por meio de um regulador proporcional integral (308) do controlador, o pelo menos um vetor de corrente para obter um ou mais comandos de vetor de voltagem.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por determinar (208) um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor (330) usando pelo menos um vetor de corrente compreender ainda: girar, por meio do controlador, um quadro de referência d-q do pelo menos um vetor de corrente de volta para um quadro de referência a-b-c usando um ângulo fasorial para obter um ou mais comandos de controle de voltagem para o recurso com base em inversor (330).
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender ainda determinar, por meio do controlador, o pelo menos um vetor de corrente como uma função de pelo menos um sinal de referência de vetor de corrente e um sinal de retorno de vetor de corrente.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por pelo menos um sinal de referência de energia compreender um sinal de referência de energia ativa e um sinal de referência de energia reativa.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por pelo menos um recurso com base em inversor (330) compreender uma pluralidade de recursos com base em inversor (330) conectados em paralelo
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender ainda: fornecer uma primeira função característica de queda (334) relacionando frequência com queda de energia ativa e uma segunda função característica de queda (336) relacionando um componente do eixo ‘q’ de voltagem da rede à queda de energia reativa; e determinar o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) com base na energia instantânea e na primeira função característica de queda (334) e na segunda função característica de queda (336), respectivamente, em que a primeira e a segunda função de característica de queda permitem que a pluralidade de recursos com base em inversor (330) participem do controle de voltagem e de frequência em proporção ao respectivo comando de referência de frequência e ao comando de referência de voltagem.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por compreender ainda variar de forma dinâmica pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) para alterar uma proporção de resposta a um evento de rede e para moldar uma resposta transitória seguindo o evento de rede.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por compreender ainda modificar, por meio de um circuito de controle externo do controlador, pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem para a pluralidade de recursos com base em inversor (330) para ajustar de forma dinâmica para desvios em pelo menos um dentre o comando de referência de frequência e o comando de referência de voltagem após a estabilização.
MÉTODO (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por compreender ainda: selecionar de forma dinâmica um primeiro conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor (330) para fornecer o controle de formação de rede; e selecionar de forma dinâmica um segundo conjunto da pluralidade de recursos com base em inversor (330) para fornecer controle de seguimento da rede.