ES2310432B2 - CONVERSION DEVICE FOR GENERATOR DOUBLE POWERED. - Google Patents
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Abstract
Aparato de conversión para generador doblemente alimentado.Conversion device for double generator fed.
Un convertidor para excitación está protegido de
una co-
rriente excesiva en un generador doblemente
alimentado, y se garantiza que proporciona un funcionamiento
continuo. En el aparato de conversión para el generador doblemente
alimentado, un convertidor para excitación tiene un lado de
corriente continua conectado al de un convertidor para asociación,
y un lado de corriente alterna conectado a un arrollamiento
secundario de un generador doblemente alimentado, a través de una
primera impedancia. Un rectificador de diodos tiene un lado de
corriente continua conectado en paralelo con los lados de corriente
continua conectados del primer convertidor y del segundo
convertidor, así como un lado de corriente alterna conectado al
arrollamiento secundario del generador doblemente alimentado, a
través de una segunda impedancia.An excitation converter is protected from a co-
excessive current in a doubly powered generator, and is guaranteed to provide continuous operation. In the conversion apparatus for the doubly powered generator, an excitation converter has a direct current side connected to that of an association converter, and an alternating current side connected to a secondary winding of a doubly fed generator, through a First impedance A diode rectifier has a direct current side connected in parallel with the connected DC sides of the first converter and the second converter, as well as an alternating current side connected to the secondary winding of the doubly fed generator, through a second impedance .
Description
Aparato de conversión para generador doblemente alimentado.Conversion device for double generator fed.
La presente invención se refiere a un aparato de conversión para la excitación de corriente alterna (CA) de un arrollamiento secundario de un generador doblemente alimentado, a fin de impedir que una corriente excesiva, generada en el arrollamiento secundario debido a una perturbación en un sistema de alimentación de potencia, fluya al interior del aparato de conversión, así como a un aparato de generación de potencia que utiliza el mismo.The present invention relates to an apparatus of conversion for alternating current (AC) excitation of a secondary winding of a doubly fed generator, to in order to prevent an excessive current generated in the secondary winding due to a disturbance in a system of power supply, flow into the appliance conversion, as well as to a power generating apparatus that use the same
Un generador doblemente alimentado (generador de inducción de rotor arrollado), en su uso en un aparato de generación de potencia, tiene ventajosamente las facultades de suministrar en su salida una tensión de corriente alterna a la misma frecuencia que una frecuencia de línea de un lado de estator, al excitar un arrollamiento de rotor a una frecuencia de deslizamiento por medio de un convertidor, a fin de variar la velocidad de rotación, así como de reducir la capacidad del convertidor, en comparación con la capacidad del generador.A doubly powered generator (generator winding rotor induction), when used in an apparatus of power generation, advantageously has the powers of supply at its output an alternating current voltage to the same frequency as a line frequency on one stator side, when exciting a rotor winding at a frequency of sliding by means of a converter, in order to vary the rotation speed, as well as reducing the capacity of the converter, compared to the generator capacity.
Cuando una tensión cae como consecuencia de un accidente de derivación a tierra en una línea de potencia, el generador-doblemente alimentado funciona suministrando una corriente al punto del accidente. En este caso, como se induce una corriente excesivamente grande en el arrollamiento secundario para provocar el flujo de una corriente excesivamente grande al interior de convertidor para excitación conectado en el lado secundario, se han venido empleando ciertos métodos para incrementar la capacidad de resistencia del convertidor hasta el mismo nivel que el régimen del generador o superior a éste, al objeto de proporcionar un elemento reactivo de corriente alterna para cortocircuitar el arrollamiento secundario, y, similarmente, con el fin de que el convertidor pueda soportar la corriente excesivamente elevada. Asimismo, el documento de Patente JP-A-11-18486 (Párrafo (0004) de la Descripción) describe la práctica de encender o activar un número diferente de medios de conversión de potencia dispuestos en paralelo, de acuerdo con la magnitud de la potencia de flujo de entrada instantánea.When a voltage falls as a result of a grounding accident on a power line, the doubly-powered generator works supplying a current to the point of the accident. In this case, how an excessively large current is induced in the secondary winding to cause the flow of a current excessively large inside converter for excitation connected on the secondary side, they have been using certain methods to increase the resistance capacity of the converter to the same level as the generator speed or superior to this, in order to provide a reactive element of alternating current to short-circuit the secondary winding, and, similarly, in order for the converter to support the excessively high current. Also, the patent document JP-A-11-18486 (Paragraph (0004) of the Description) describes the practice of lighting or activate a different number of power conversion media arranged in parallel, according to the magnitude of the power of instant input flow.
Puesto que el convertidor se detiene de inmediato cuando el arrollamiento secundario es cortocircuitado por el elemento reactivo de corriente alterna, se necesita un tiempo prolongado para volver a arrancar el convertidor con el fin de suministrar de nuevo la potencia. También, un incremento en la capacidad del convertidor provocará un incremento en el coste del sistema, y dañará la característica del sistema que se sirve del generador doblemente alimentado. Asimismo, cuando el arrollamiento secundario es cortocircuitado por el elemento reactivo de corriente alterna, el convertidor se detiene de inmediato y se vuelve a arrancar después de que se ha extraído una corriente excesivamente grande y se ha abierto entonces un cortocircuito, con lo que lleva un tiempo prolongado suministrar de nuevo la potencia.Since the converter stops immediately when the secondary winding is shorted by the reactive element of alternating current, it takes a while extended to restart the converter in order to Supply the power again. Also, an increase in converter capacity will cause an increase in the cost of system, and will damage the characteristic of the system that uses the doubly powered generator. Also, when the winding secondary is shorted by the reactive current element alternates, the converter stops immediately and returns to start after excess current has been extracted large and then a short circuit has been opened, leading to for a long time supply the power again.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de conversión para la excitación del secundario, que sea capaz de llevar a cabo simultáneamente la protección de un convertidor para excitación del generador de doble alimentación ante una corriente excesiva que se genera debido a un accidente de la línea o a una perturbación de línea, y un funcionamiento continuo de un convertidor.It is an object of the present invention provide a conversion apparatus for excitation of the secondary, that is capable of simultaneously carrying out the protection of a converter for double generator excitation power supply to an excessive current that is generated due to a line accident or a line disturbance, and a continuous operation of a converter.
En la presente invención, se ha instalado un rectificador en paralelo con un convertidor a través de un elemento reactivo, con el fin de proteger el convertidor de una corriente excesiva generada en un arrollamiento secundario de un generador doblemente alimentado durante la perturbación de la línea, de tal manera que la corriente en exceso que fluye desde el arrollamiento secundario es desviada hacia el rectificador con el fin de reducir la cantidad de corriente que fluye al interior del convertidor.In the present invention, a parallel rectifier with a converter through an element reagent, in order to protect the converter from a current excessive generated in a secondary winding of a generator doubly fed during line disturbance, such so that the excess current flowing from the winding secondary is diverted to the rectifier in order to reduce the amount of current flowing into the converter.
El aparato de conversión de la presente invención es capaz de reducir la capacidad de transporte de corriente del convertidor gracias a que se evita que fluya al interior del convertidor una corriente excesiva generada en el arrollamiento secundario del generador doblemente alimentado, durante la perturbación de la línea.The conversion apparatus of the present invention is able to reduce the transport capacity of converter current because it prevents it from flowing to inside the converter an excessive current generated in the secondary winding of the double fed generator, during line disturbance.
En la presente invención, la impedancia de un rectificador, que sirve para manejar una corriente excesiva, es reducida con el fin de proteger un convertidor para excitación, asociado a un generador doblemente alimentado, de una corriente excesiva debida a una perturbación en la línea, así como llevar a cabo un funcionamiento continuo. En lo que sigue, la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos que se acompañan.In the present invention, the impedance of a rectifier, which serves to handle excessive current, is reduced in order to protect a converter for excitation, associated with a doubly powered generator, of a current excessive due to a disturbance in the line, as well as lead to Carry out continuous operation. In what follows, the present invention will be described in detail with reference to the drawings that They accompany each other.
La Figura 1 muestra un diagrama explicativo de la configuración de circuito de un aparato de generación de potencia de acuerdo con una primera realización.Figure 1 shows an explanatory diagram of the circuit configuration of a generation device power according to a first embodiment.
La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de control de un controlador para el aparato de generación de potencia de la primera realización.Figure 2 shows a block diagram of control of a controller for the power generation apparatus of the first embodiment.
La Figura 1 es un diagrama de conexión de línea única que ilustra la configuración de un aparato de acuerdo con esta realización. Si bien se describe aquí un generador de potencia de viento, la presente invención puede aplicarse a cualquier otro caso en el que se utilice una fuerza de accionamiento diferente a la de un aerogenerador 101.Figure 1 is a line connection diagram only illustrating the configuration of an apparatus according to this realization While a power generator is described here of wind, the present invention can be applied to any other case in which a driving force other than that of a wind turbine 101.
En primer lugar se proporcionará una descripción de un cableado y un aparato eléctricos destinados a suministrar como salida potencia generada. Un generador de potencia de viento, Gen, es un generador doblemente alimentado (generador de inducción de rotor arrollado), y una salida de corriente alterna trifásica de un lado de estator (lado primario) del generador Gen se conecta a un lado secundario de un dispositivo de contacto electromagnético CTT1, que puede ser abierto/cerrado en respuesta a una señal externa. También, el dispositivo de contacto electromagnético tiene un lado primario conectado a un lado primario de un dispositivo de contacto electromagnético CTT2 y a un lado secundario de un disruptor o disyuntor BR ("breaker"). El disyuntor BR tiene un lado primario conectado a una línea de suministro de potencia, no mostrada.First a description will be provided of an electrical wiring and apparatus intended to supply as output generated power. A wind power generator, Gen, is a doubly powered generator (induction generator winding rotor), and a three-phase AC output of one stator side (primary side) of the Gen generator is connected to a secondary side of an electromagnetic contact device CTT1, which can be opened / closed in response to a signal external Also, the electromagnetic contact device has a primary side connected to a primary side of a device CTT2 electromagnetic contact and to a secondary side of a breaker or breaker BR ("breaker"). The circuit breaker BR has a primary side connected to a power supply line, not shown.
El disyuntor BR comprende, por ejemplo, una función de corte o interrupción de una corriente mediante la apertura del disyuntor en respuesta a una corriente excesiva. Cuando se activa el disyuntor BR, se alimenta en potencia un controlador CTRL existente en el generador de potencia de viento. Se utiliza un dispositivo de batería, tal como un suministro de potencia ininterrumpible, para suministrar la potencia al controlador CTRL incluso en el caso de un accidente en la línea.The circuit breaker BR comprises, for example, a function of cutting or interrupting a current through the breaker opening in response to excessive current. When the circuit breaker BR is activated, a power is supplied CTRL controller existing in the wind power generator. A battery device is used, such as a supply of uninterruptible power, to supply the power to the CTRL controller even in the case of an accident in the line.
El dispositivo de contacto electromagnético CTT2 tiene un lado secundario conectado a un terminal de salida de corriente alterna de un convertidor CNV para su asociación a través de un condensador Cn y un elemento reactivo Ln, conectados en triángulo. Por otra parte, el convertidor CNV para asociación tiene un terminal de salida de corriente continua (CC) conectado a un terminal de salida de corriente continua del convertidor INV para excitación, a través de un condensador de suavización o descrestado de corriente continua, Cd.The CTT2 electromagnetic contact device it has a secondary side connected to an output terminal of alternating current of a CNV converter for association through of a capacitor Cn and a reactive element Ln, connected in triangle. On the other hand, the CNV converter for association has a direct current (DC) output terminal connected to a inverter DC output terminal for excitation, through a smoothing or desresting capacitor DC, Cd.
El convertidor CNV para asociación y el convertidor INV para excitación comprenden, por ejemplo, un conmutador de potencia de semiconductor (tiristor, GTO, IGBT, MOSFET de potencia), y tienen, respectivamente, las funciones de convertir una corriente alterna en una corriente continua y convertir una corriente continua en una corriente alterna.The CNV converter for association and the INV converter for excitation comprise, for example, a semiconductor power switch (thyristor, GTO, IGBT, Power MOSFET), and have, respectively, the functions of convert an alternating current into a direct current and convert a direct current into an alternating current.
El convertidor INV para excitación tiene un terminal de salida de corriente alterna conectado a un terminal de arrollamiento secundario del generador Gen a través de un reactor Lr y de un condensador Cr.The INV converter for excitation has a AC output terminal connected to a terminal secondary winding of the Gen generator through a reactor Lr and of a Cr.
Existe un rectificador REC conectado al terminal de arrollamiento secundario del generador Gen a través de un elemento reactivo Lx, en paralelo con el convertidor para excitación. Este rectificador REC tiene conectada su parte de corriente continua a una parte de corriente continua del convertidor INV, por ejemplo, el condensador de suavización o descrestado Cd, y está también conectado a un aparato de consumo de energía, LOD, que comprende un conmutador semiconductor de potencia y una resistencia. Si bien la siguiente descripción se realizará para el caso en que el rectificador REC comprende un rectificador de diodos, éste no está limitado al rectificador de diodos, sino que es posible utilizar un conmutador de potencia de semiconductor (tiristor, GTO, IGBT, MOSFET de potencia). También, en esta realización, el generador Gen tiene un rotor unido al aerogenerador 101 directamente o a través de ruedas de engranajes y similares, de tal manera que rota en asociación con la rotación del aerogenerador. Sin embargo, lo mismo se aplica cuando éste se hace rotar por medio de una turbina de agua para la generación de potencia por almacenamiento bombeado y similar, por medio de un motor de combustión interna, tal como un motor o turbina de gas, o bien por una fuerza de accionamiento tal como la de un volante de inercia.There is a REC rectifier connected to the terminal of secondary winding of the Gen generator through a reactive element Lx, in parallel with the converter for excitement. This REC rectifier has its share of direct current to a part of direct current of the INV converter, for example, the smoothing condenser or unloaded Cd, and is also connected to a consumer device energy, LOD, comprising a power semiconductor switch and a resistance. While the following description will be made for the case where the rectifier REC comprises a rectifier of diodes, this is not limited to the diode rectifier, but that it is possible to use a semiconductor power switch (thyristor, GTO, IGBT, power MOSFET). Also in this embodiment, the Gen generator has a rotor attached to the wind turbine 101 directly or through gear wheels and the like, of such that it rotates in association with the rotation of the wind turbine However, the same applies when it is done. rotate by means of a water turbine to generate pumped storage power and the like, by means of a internal combustion engine, such as a gas engine or turbine, or either by a driving force such as a flywheel inertia.
A continuación se proporcionará una descripción de la instalación de cables y de aparatos para controlar la potencia generada. Se realiza la conversión de los valores de una tensión trifásica y de una corriente trifásica en el lado primario del disyuntor BR, en señales de tensión inferior Vs, Is, respectivamente, por medio de un sensor de tensión PTs y de un sensor de corriente CTs, y las señales de baja tensión se suministran como entrada al controlador CTRL.A description will be provided below. of the installation of cables and devices to control the power generated The conversion of the values of a three-phase voltage and a three-phase current on the primary side of the circuit breaker BR, in lower voltage signals Vs, Is, respectively, by means of a PTs voltage sensor and a CTs current sensor, and low voltage signals are supplied as input to the CTRL controller.
Una tensión del lado secundario del dispositivo de contacto electromagnético CTT1, es decir, entre el dispositivo de contacto electromagnético CTT1 y el estator del generador, se convierte en una señal de baja tensión Vg por medio de un sensor de tensión PTg, y se suministra como entrada al controlador CTRL. Asimismo, una corriente trifásica del lado secundario del dispositivo de contacto electromagnético CTT2, es decir, entre el dispositivo de contacto electromagnético CTT2 y el convertidor CNV, se convierte a una señal de baja tensión In por medio de un sensor de corriente CTn, y la señal de baja tensión se suministra como entrada al controlador CTRL.A voltage on the secondary side of the device CTT1 electromagnetic contact, that is, between the device CTT1 electromagnetic contact and generator stator, it converts into a low voltage signal Vg by means of a sensor PTg voltage, and is supplied as input to the CTRL controller. Also, a three-phase current on the secondary side of the CTT2 electromagnetic contact device, that is, between the CTT2 electromagnetic contact device and CNV converter, it is converted to a low voltage signal In by means of a sensor CTn current, and the low voltage signal is supplied as CTRL controller input.
La velocidad de rotación y la posición del generador Gen son detectada por un detector de posición (por ejemplo, un codificador 102), y se suministra como entrada una señal de fase PLr (tren de impulsos) al controlador CTRL.The rotation speed and position of the Gen generator are detected by a position detector (by example, an encoder 102), and an input is supplied as PLr phase signal (pulse train) to the CTRL controller.
Asimismo, la tensión en el condensador de suavización Cd conectado a la parte de corriente continua de los convertidores CNV, INV, se convierte en una señal de baja tensión Edc por medio de un sensor de tensión, no mostrado, y esta señal Edc se suministra como entrada al controlador CTRL.Also, the voltage in the capacitor of Cd smoothing connected to the direct current part of the CNV converters, INV, becomes a low voltage signal Edc by means of a voltage sensor, not shown, and this signal Edc is supplied as input to the CTRL controller.
A continuación se describirán ciertas funciones del controlador CTRL con referencia a la Figura 2. El controlador CTRL controla los dispositivos de contacto electromagnéticos CTT1, CTT2, los convertidores INV, CNV y el aparato de consumo de energía, LOD, a través de señales Sg1, Sg2, Pulse_inv (Inversión_ impulso) Pulse_conv (Conversión_impulso) y Pulse_LOD.Certain functions will be described below. of the CTRL controller with reference to Figure 2. The controller CTRL controls the electromagnetic contact devices CTT1, CTT2, INV, CNV converters and the consumer device power, LOD, through signals Sg1, Sg2, Pulse_inv (Inversion_ pulse) Press_conv (Pulse_version) and Pulse_LOD.
El convertidor CNV para asociación dirige un control de tensión de corriente continua y un control potencia reactiva cero en la línea (factor de potencia uno), a fin de controlar la tensión de corriente continua Edc en el condensador de suavización Dc de manera que sea constante durante el funcionamiento del generador de potencia de viento y desde antes del enganche o conexión del generador Gen a una línea de potencia a través del dispositivo de contacto electromagnético CTT1, hasta después de la conexión.The CNV converter for association runs a DC voltage control and power control zero reactive on the line (power factor one), in order to check the DC current voltage on the capacitor of Dc smoothing so that it is constant during operation of the wind power generator and from before of the Gen generator hitch or connection to a power line to through the electromagnetic contact device CTT1, up to after connection.
En consecuencia, si el convertidor INV para excitación consume potencia de corriente continua de manera que ello resulta en una reducción de la tensión de corriente continua, el convertidor CNV para asociación funciona extrayendo la potencia de la línea de potencia y cargando la tensión de corriente continua en el condensador de suavización Cd para mantenerla constante.Consequently, if the INV converter stops excitation consumes DC power so that this results in a reduction of the direct current voltage, the CNV converter for association works by extracting the power of the power line and charging the direct current voltage in the softener condenser Cd to keep it constant.
Y a la inversa, cuando el convertidor INV para excitación carga el condensador de suavización Cd a fin de provocar un incremento en una tensión de corriente continua a través del condensador de suavización Cd, el convertidor CNV para asociación funciona de modo que convierte la potencia de corriente continua en potencia de corriente alterna, que es descargada para mantener la tensión de corriente continua constante.And conversely, when the INV converter stops excitation charges the smoothing capacitor Cd in order to cause an increase in a direct current voltage across the Cd smoothing condenser, the CNV converter for association it works so that it converts DC power into AC power, which is discharged to maintain the constant DC voltage.
Se describirá en primer lugar, en detalle, el control del convertidor CNV. El valor de tensión de corriente alterna detectado, Vs, se suministra como entrada a un convertidor de trifásica/bifásica 32trs. Asimismo, las salidas V\alpha y V\beta del convertidor de trifásica/bifásica 32trs se suministran como entrada al detector de fase THDET. El detector de fase THDET calcula una señal de fase THs que sigue la tensión de la línea, por ejemplo, por medio de una técnica de bucle bloqueado o fijado en fase (PLL -"phase locked loop"), y suministra como salida la señal de fase THs a un convertidor coordinado de trifásica/bifásica 32dqtrs y a un convertidor coordinado de bifásica/trifásica dq23trs. El valor de instrucción u orden de tensión de corriente continua, Eref, y el valor de tensión de corriente continua detectado, Edc, son suministrados como entrada a un dispositivo ajustador de tensión de corriente continua, DCAVR, que comprende, por ejemplo, un controlador integral proporcional. El dispositivo ajustador de tensión de corriente continua, DCAVR, ajusta un valor de orden de corriente de eje d (valor de orden de corriente dividido eficaz), Idnstr, generado de esta forma, de tal manera que la diferencia entre el valor de orden introducido y el valor detectado se reduce a cero, y suministra como salida el valor de orden de corriente de eje d, Idnstr, a un dispositivo ajustador de corriente 1-ACR.It will be described first, in detail, the CNV converter control. The current voltage value Alternate detected, Vs, is supplied as input to a converter three-phase / two-phase 32trs. Also, the outputs V? And V? Of the three-phase / two-phase converter 32trs are supplied as input to the THDET phase detector. THDET phase detector calculates a phase signal THs that follows the line voltage, by example, by means of a locked or fixed loop technique in phase (PLL - "phase locked loop"), and outputs the THs phase signal to a coordinated three-phase / two-phase converter 32dqtrs and a two-phase / three-phase coordinated converter dq23trs. The instruction value or current voltage order DC, Eref, and DC voltage value detected, Edc, are supplied as input to a device DC voltage adjuster, DCAVR, comprising, for example, a proportional integral controller. The device DC voltage adjuster, DCAVR, adjusts a value of d axis current order (current order value divided effectively), Idnstr, generated in this way, so that the difference between the entered order value and the value detected is reduced to zero, and supplies as output the value of d-axis current order, Idnstr, to an adjuster device of 1-ACR current.
El convertidor coordinado de trifásica/bifásica 32dqtrs calcula un valor de corriente de eje d detectado, Idn (corriente eficaz) y un valor de corriente de eje q detectado (corriente reactiva) a partir de la corriente suministrada como entrada, In, con el uso de una ecuación de conversión que se muestra como la ecuación 1, y suministra como salida el valor Idn de corriente de eje d detectado, al dispositivo ajustador de corriente 1-ACR, así como el valor Iqn de corriente de eje q detectado, a un dispositivo ajustador de corriente 2-ACR.The coordinated three-phase / two-phase converter 32dqtrs calculates a detected d-axis current value, Idn (effective current) and an axis current value q detected (reactive current) from the current supplied as input, In, with the use of a conversion equation that show as equation 1, and output the value Idn of d axis current detected, to the adjusting device of 1-ACR current, as well as the current Iqn value of axis q detected, to a current adjusting device 2-ACR.
El dispositivo ajustador de corriente 1-ACR ajusta un valor de orden de tensión de eje d, Vdn0, generado por él, de tal manera que la diferencia entre el valor Idnstr de orden de corriente de eje d y el valor Idn de corriente de eje d detectado, se reduzca a cero, y suministra como salida el valor Vdn0 de orden de tensión de eje d a un sumador 301. De la misma manera, el dispositivo ajustador de corriente 2-ACR ajusta un valor de orden de tensión de eje q, Vqn0, generado por él, de tal modo que la diferencia entre el valor de orden de corriente de eje q (valor de orden = 0 cuando el factor de potencia es uno) y el valor Iqn de corriente de eje q, se reduce a cero, y suministra como salida el valor Vqn0 de orden de tensión de eje q al sumador 302. Aquí, los dispositivos ajustadores de corriente 1-ACR y 2-ACR pueden ser implementados, por ejemplo, por controladores integrales proporcionales.The current adjusting device 1-ACR sets a voltage order value of axis d, Vdn0, generated by him, in such a way that the difference between the Idnstr value of d-axis current order and Idn value of d axis current detected, reduced to zero, and supplied as output the value Vdn0 of order of axis tension d to an adder 301. In the same way, the current adjusting device 2-ACR sets an axis tension order value q, Vqn0, generated by him, so that the difference between the value of axis current order q (order value = 0 when the factor of power is one) and the value Iqn of axis current q, is reduced to zero, and supplies the voltage order value Vqn0 as output of axis q to adder 302. Here, the adjusting devices of 1-ACR and 2-ACR current can be implemented, for example, by integral controllers proportional
Un convertidor coordinado de tensión, dqtrs, calcula un valor de tensión de eje d detectado (un componente de fase que coincide con un vector de tensión de línea), Vds, y un valor de tensión de eje q detectado (una componente ortogonal al valor Vds de tensión de eje d detectado), a partir la componente \alpha, V\alpha, y de la componente \beta, V\beta, de la tensión Vs suministrada como entrada al mismo, mediante el uso de una ecuación de conversión que se muestra como la ecuación 2, y los suministra como salida a los sumadores 301, 302, respectivamente.A coordinated voltage converter, dqtrs, calculates a detected d-axis tension value (a component of phase that coincides with a line voltage vector), Vds, and a axis tension value q detected (an orthogonal component at value Vds of axis voltage d detected), from the component α, Vα, and of the component β, Vβ, of the voltage Vs supplied as input to it, through the use of a conversion equation shown as equation 2, and the supplies the adders 301, 302 as output, respectively.
El sumador 301 suma el valor de orden de tensión de eje d, Vdn0, y el valor de tensión de eje d detectado, Vds, y suministra como salida la suma al convertidor coordinado de bifásica/trifásica dq23trs. Análogamente, el sumador 302 suma el valor de orden de tensión de eje q, Vqn0, y el valor de tensión de eje q detectado, Vqs, y suministra como salida la suma al convertidor coordinado de bifásica/trifásica dg23trs.Adder 301 adds the tension order value of axis d, Vdn0, and the value of voltage of axis d detected, Vds, and supplies the sum to the coordinated converter of biphasic / three phase dq23trs. Similarly, adder 302 adds the Axis tension order value q, Vqn0, and the voltage value of axis q detected, Vqs, and supplies as output the sum to dg23trs biphasic / three-phase coordinated converter.
El convertidor coordinado de bifásica/trifásica dg23trs recibe la señal de fase Ths y los resultados Vdn, Vqn de los respectivos sumadores, y calcula valores de orden de tensión, Vun, Vvn, Vwn, que han de ser suministrados como salida por el convertidor, por medio de ecuaciones de conversión que se muestran como la ecuación 3 y la ecuación 4, y suministra como salida los valores de orden de tensión a un dispositivo calculador de PWM PWNn.The coordinated two-phase / three-phase converter dg23trs receives the Ths phase signal and the results Vdn, Vqn of the respective adders, and calculates stress order values, Vun, Vvn, Vwn, to be supplied as output by the converter, through conversion equations shown like equation 3 and equation 4, and provide as output the voltage order values to a PWM calculating device PWNn.
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El dispositivo calculador de PWM PWNn calcula
una señal de puerta Pulse_cnv destinada a la conexión/desco-
nexión de n dispositivos semiconductores de potencia que
constituyen el convertidor CNV, a partir de las órdenes de tensión
Vun, Vvn, Vwn suministradas como entrada al mismo por medio de un
esquema de modulación de anchura de impulso, y suministra como
salida la señal de puerta al convertidor CNV.The PWM calculating device PWNn calculates a Pulse_cnv gate signal for connection / disconnection.
Connection of n power semiconductor devices that constitute the CNV converter, from the voltage orders Vun, Vvn, Vwn supplied as input to it by means of a pulse width modulation scheme, and supplies the door signal as output to CNV converter.
Se describirá a continuación el control del convertidor INV. La señal de fase PLr, indicativa de la velocidad de rotación y de la posición del generador, se suministra como entrada a un detector de fase de rotación ROTDET. El detector de fase de rotación ROTDET cuenta los impulsos PLr de la señal de fase para su conversión en la señal de fase, y restablece en cero la señal de fase por medio de un impulso (a modo de ejemplo, un impulso de fase Z en un codificador del tipo ABZ) en cada rotación, a fin de suministrar como salida una señal de fase RTH de entre cero y 360 grados, que no es acumulativa o saturable, al sumador 303.The control of the INV converter The PLr phase signal, indicative of the speed Rotation and generator position, supplied as input to a ROTDET rotation phase detector. The detector of ROTDET rotation phase counts the PLr pulses of the phase signal for conversion into the phase signal, and reset the phase signal by means of an impulse (as an example, a Z phase pulse in an ABZ type encoder) at each rotation, in order to output an RTH phase signal between zero and 360 degrees, which is not cumulative or saturable, to the adder 303
La señal de fase RTH y una señal de fase de salida, LTH, de un controlador de sincronización SYNC se suman para generar una señal de fase TH. La señal de fase TH se suministra como entrada a un dispositivo calculador de fase de excitación SLDET, conjuntamente con la señal de fase THs.The RTH phase signal and a phase signal of output, LTH, of a SYNC synchronization controller are added to generate a TH phase signal. The TH phase signal is supplied as input to an excitation phase calculating device SLDET, together with the phase signal THs.
El dispositivo calculador de fase de excitación SLDET resta la señal de fase TH de la THs (THr = THs - TH) y multiplica la diferencia por el número de pares de polos del generador, para suministrar como salida una señal de fase THr a una frecuencia angular eléctrica del rotor del generador.The excitation phase calculator device SLDET subtracts the TH phase signal from the THs (THr = THs - TH) and multiply the difference by the number of pairs of poles of the generator, to output a THr phase signal to a Electric angular frequency of the generator rotor.
Un dispositivo calculador de potencia, PQCAL, recibe una corriente Ids de eje d que se orienta en la misma dirección que un vector de fase U de la tensión de línea, y una corriente Iqs de eje q, ortogonal al vector de fase U de la tensión de línea, las cuales son detectadas a partir de un sistema Is de corriente, por medio de la ecuación de conversión mostrada en lo anteriormente mencionado (Expresión 1), así como el valor detectado Vds de tensión de eje d y el valor detectado Vqs de tensión de eje q, y calcula la potencia eficaz Ps y la potencia reactiva Qs del sistema por medio de ecuaciones, según la ecuación 5:A power calculating device, PQCAL, receives a current Ids of axis d that is oriented therein direction that a phase U vector of the line voltage, and a current Iqs of axis q, orthogonal to the phase U vector of the voltage of line, which are detected from an Is system of current, by means of the conversion equation shown in the previously mentioned (Expression 1), as well as the detected value Vds of axis tension d and the detected value Vqs of axis tension q, and calculates the effective power Ps and the reactive power Qs of system by means of equations, according to equation 5:
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Un dispositivo ajustador APR de potencia eficaz recibe la potencia eficaz Ps y una orden de potencia de salida Prf del generador de potencia de viento, y suministra como salida un valor Iq0 de orden de corriente de par, generado por éste, de tal manera que la diferencia entre el valor de orden de potencia Pref y el valor detectado de potencia Ps se reduce a cero.An effective power APR adjuster device receives the effective power Ps and an output power order Prf of the wind power generator, and supplies as output an Iq0 value of torque order, generated by it, of such so that the difference between the power order value Pref and The detected value of power Ps is reduced to zero.
El dispositivo ajustador AQR de potencia reactiva recibe, a su vez, la potencia reactiva Qs y una orden de potencia de salida, Qref, del generador de potencia de viento, y suministra como salida un valor Id0 de orden de corriente de excitación, generado por él, de tal manera que la diferencia entre el valor Qref de orden de potencia y el valor detectado Qs de la potencia, se reduce a cero. Aquí, el dispositivo ajustador de potencia, APR, y el dispositivo ajustador de potencia reactiva, AQR, pueden llevarse a la práctica, por ejemplo, mediante integradores proporcionales.The AQR power adjuster device reactive receives, in turn, reactive power Qs and an order of output power, Qref, of the wind power generator, and supply as output a current order value Id0 of excitation, generated by him, in such a way that the difference between the power order Qref value and the detected Qs value of the power, is reduced to zero. Here, the adjusting device of power, APR, and reactive power adjusting device, AQR, they can be implemented, for example, by integrators proportional
El valor Iq0 de orden de corriente de par y el valor Id0 de orden de corriente de excitación, que son los valores de orden de corriente en las salidas respectivas del dispositivo ajustador de potencia, APR, y del dispositivo ajustador de potencia reactiva, AQR, se suministran como entrada a un conmutador SW.The Iq0 value of torque order and the Id0 value of excitation current order, which are the values of order of current in the respective outputs of the device power adjuster, APR, and power adjuster device reactive, AQR, are supplied as input to a SW switch.
El conmutador SW determina si se utilizarán las salidas del dispositivo ajustador de potencia eficaz, APR, y del dispositivo ajustador de potencia reactiva, AQR, o se utilizará el cero para el valor Iq0 de orden de corriente de par, y la salida del dispositivo ajustador de tensión para el valor Id0 de orden de corriente de excitación. Aquí, el conmutador WS selecciona el uso del cero para el valor Iq0 de orden de corriente de par, y de la salida del dispositivo ajustador de tensión para el valor Id0 de orden de corriente de excitación, antes de que se active el dispositivo de contacto electromagnético CTT1, esto es, durante una operación de sincronización de tensión destinada a sincronizar la tensión del estator del generador con la tensión de la línea, así como el uso de las salidas del dispositivo ajustador APR de potencia eficaz y del dispositivo ajustador AQR de potencia reactiva, una vez que se ha activado el dispositivo de contacto magnético CTT1.The SW switch determines whether the outputs of the effective power adjusting device, APR, and reactive power adjusting device, AQR, or the zero for the Iq0 value of torque current order, and the output of the tension adjusting device for the value Id0 of order of excitation current Here, the WS switch selects the use of zero for the Iq0 value of torque order, and of the output of the tension adjusting device for the Id0 value of order of excitation current, before the CTT1 electromagnetic contact device, that is, during a voltage synchronization operation intended to synchronize the generator stator voltage with line voltage as well such as using the outputs of the APR adjuster device of effective power and AQR power adjuster device reactive, once the contact device has been activated CTT1 magnetic.
Se describirá aquí el dispositivo AVR ajustador de tensión. El dispositivo AVR ajustador de tensión recibe, como valor de realimentación, un valor de amplitud Vgpk de la tensión Vg del estator del generador, y un valor filtrado Vsref de un valor de amplitud de la tensión de línea Vs, a modo de valor de orden, y aplica el conmutador SW con un valor Id1 de orden de corriente de excitación, generado por él, el cual reduce a cero la diferencia entre el valor de amplitud de la tensión Vg del estator del generador y el valor de instrucción u orden Aquí, el dispositivo AVR ajustador de tensión puede realizarse en la práctica, por ejemplo, por medio de un controlador integral proporcional. Este dispositivo AVR ajustador de tensión fuerza al dispositivo de contacto electromagnético CTT1 a operar en un estado abierto y entra en funcionamiento para calcular un valor de orden de corriente excitada para forzar un flujo de corriente excitada desde el convertidor IV al lado secundario del generador Gen, con el fin de hacer coincidir el valor de amplitud de la tensión del estator del generador Gen con el valor de amplitud de la tensión de la línea.The AVR adjuster device will be described here tensile. The voltage adjusting AVR device receives, as feedback value, a value of amplitude Vgpk of the voltage Vg of the generator stator, and a filtered value Vsref of a value of amplitude of the line voltage Vs, as an order value, and apply the SW switch with a current order Id1 value of excitation, generated by him, which reduces the difference to zero between the amplitude value of the voltage Vg of the stator of the generator and instruction or order value Here, the device AVR tension adjuster can be performed in practice, by example, by means of a proportional integral controller. This AVR device tension adjuster force to the device CTT1 electromagnetic contact to operate in an open state and comes into operation to calculate an order value of excited current to force an excited current flow from the IV converter to the secondary side of the Gen generator, in order to match the amplitude value of the stator voltage of the Gene generator with the amplitude value of the voltage of the line.
El convertidor de trifásica/bifásica 32dqtrs calcula un valor Idr de corriente de eje d detectado (componente de corriente excitada) y un valor Iqr de corriente de eje q detectado (componente de corriente de par) a partir de la corriente Ir suministrada como entrada y de la fase THr del rotor, utilizando una ecuación de conversión que se muestra como la ecuación 6, y suministra como salida el valor Idr de corriente de eje d detectado al dispositivo ajustador de corriente 4-ACR, y el valor Iqr de corriente de eje q detectado, al dispositivo ajustador de corriente 3-ACR.The three-phase / two-phase converter 32dqtrs calculates an Idr value of detected d-axis current (component of excited current) and a value Iqr of axis current q detected (torque current component) from the Ir current supplied as input and of the rotor THr phase, using a conversion equation shown as equation 6, and It supplies as output the Idr value of d axis current detected to the 4-ACR current adjusting device, and the Iqr value of axis current q detected, to the adjusting device 3-ACR current.
El dispositivo ajustador de corriente 4-ACR ajusta un valor Vdr de orden de tensión de eje d, generado por él, de tal manera que la diferencia entre el valor Id1 o Id0 de orden de corriente de eje d y el valor Idr de corriente de eje d detectado, se reduzca a cero. De la misma manera, el dispositivo ajustador 3-ACR de corriente ajusta un valor Vqr de orden de tensión de eje q, generado por él, de tal manera que la diferencia entre el valor Iq1 o Iq0 de orden de corriente de eje q y el valor Iqr detectado para la corriente de eje q, se reduzca a cero. Aquí, los dispositivos ajustadores de corriente pueden realizarse en la práctica, por ejemplo, por medio de integradores proporcionales.The current adjusting device 4-ACR sets a voltage order Vdr value of d axis, generated by him, in such a way that the difference between the Id1 or Id0 value of d-axis current order and the Idr value of d axis current detected, reduce to zero. Of the same way, the 3-ACR current adjuster device set a value Vqr of order of axis tension q, generated by it, such that the difference between the order value Iq1 or Iq0 of axis current q and the value Iqr detected for the current of axis q, reduce to zero. Here, the adjusting devices of current can be realized in practice, for example, by means of proportional integrators.
El valor Vdr de orden de tensión de eje d y el valor Vqr de tensión de eje q detectado son suministrados como entrada al convertidor coordinado de bifásica/trifásica dq23trs, y el convertidor coordinado de bifásica/trifásica dq23trs calcula valores de orden de tensión Vur, Vvr, Vwr suministrados como salida por éste a partir de la señal de fase THr y de los valores de entrada respectivos, por medio de ecuaciones de conversión que se muestran como la ecuación 7 y la ecuación 8, y suministra como salida los valores de orden de tensión al dispositivo calculador de PWM PWMr.The value Vdr of order of axis tension d and the Vqr value of axis voltage q detected are supplied as dq23trs two-phase / three-phase coordinated converter input, and dq23trs biphasic / three phase coordinated converter calculates voltage order values Vur, Vvr, Vwr supplied as output by it from the THr phase signal and the values of respective input, by means of conversion equations that show as equation 7 and equation 8, and provide as output the voltage order values to the device calculator PWM PWMr.
El dispositivo calculador de PWM PWMr calcula una señal de puerta Pulse_inv destinada a conectar/desconectar m dispositivos semiconductores que constituyen el convertidor INV, a partir de las instrucciones u órdenes de tensión Vur, Vvr, Vwr suministradas como entrada, de acuerdo con un esquema de modulación de anchura de impulso, y suministra como salida la señal de puerta al convertidor INV.PWM calculator device PWMr calculates a Pulse_inv door signal intended to connect / disconnect m semiconductor devices that constitute the INV converter, a from the instructions or voltage orders Vur, Vvr, Vwr supplied as input, according to a modulation scheme pulse width, and outputs the door signal to the INV converter.
El controlador de sincronización SYNC tiene dos funciones. Una primera función consiste en calcular un valor de orden de tensión para hacer coincidir el valor de amplitud de una tensión en el estator con el valor de amplitud de la tensión de la línea. Una segunda función consiste en calcular un valor de corrección de fase LTH destinado a hacer coincidir la fase de la tensión en el estator antes de una conexión a la línea, con la fase de la tensión de la línea.The SYNC sync controller has two functions. A first function is to calculate a value of voltage order to match the amplitude value of a voltage in the stator with the amplitude value of the voltage of the line. A second function is to calculate a value of LTH phase correction intended to match the phase of the voltage at the stator before a connection to the line, with the phase of the line tension.
Se proporcionará, en primer lugar, una descripción de la sincronización de la amplitud, que es la primera función. Para sincronizar las amplitudes de tensión, se calcula el valor de amplitud Vspk de la tensión de línea a partir de la raíz de la suma de los cuadrados de las anteriormente mencionadas V\alpha y V\beta, el valor de amplitud calculado se hace pasar a través de un filtro de retardo de primer orden o similar, a fin de eliminar los rizos u ondulaciones del mismo a fin de ser utilizado por parte del dispositivo ajustador de,. tensión como el valor Vsref de orden de tensión. Análogamente, es posible calcular la tensión Vgpk del estator a partir de la componente \alpha y de la componente \beta, y utilizarla por parte del dispositivo ajustador de tensión como el valor Vgpk de realimentación, y utilizarla también para determinar la sincronización de las amplitudes. La determinación de la sincronización de las amplitudes implica una comparación del valor Vsref de orden de tensión con la amplitud Vgpk de tensión, y la sincronización de las amplitudes se determina cuando la diferencia se encuentra dentro de un intervalo predeterminado.First, a description of the amplitude synchronization, which is the first function. To synchronize the voltage amplitudes, the amplitude value Vspk of the line voltage from the root of the sum of the squares of the aforementioned V? And V?, The calculated amplitude value is passed through a first order or similar delay filter, in order to eliminate curls or curls in order to be used by the adjuster device of ,. tension like the Vsref voltage order value. Similarly, it is possible to calculate the voltage Vgpk of the stator from the component α and of the β component, and use it by the device voltage adjuster as the feedback value Vgpk, and also use it to determine the timing of amplitudes The determination of the synchronization of the amplitudes implies a comparison of the voltage order Vsref value with the voltage amplitude Vgpk, and the synchronization of the amplitudes is determines when the difference is within an interval predetermined.
A continuación se proporcionará una descripción de la sincronización de fase, que es la segunda función. La función de sincronización de fase tiene como propósito hacer coincidir la fase de la tensión de la línea con la fase de la tensión del estator, e implica calcular la diferencia de fases entre ellas para este fin. Si se proporciona como salida la diferencia de fases, tal como es, como el valor LTH de corrección de fase, se provoca un cambio repentino en la fase de la tensión del estator del generador, de tal manera que se aplica la diferencia de fases a un integrador que tiene un limitador que suministra entonces como salida el valor LTH de corrección de fase. El valor LTH de corrección de fase se suma o se resta de la fase de rotación RTH, a fin de hallar la fase de rotación TH.A description will be provided below. of phase synchronization, which is the second function. The function phase synchronization is intended to match the phase of the line voltage with the phase of the line voltage stator, and involves calculating the phase difference between them to this end. If the phase difference is provided as output, such as is, as the phase correction LTH value, a sudden change in the stator voltage phase of the generator, in such a way that the phase difference is applied to a integrator that has a limiter that then supplies as output the phase correction LTH value. The LTH value of phase correction is added or subtracted from the RTH rotation phase, to in order to find the rotation phase TH.
Aquí, la fase de excitación THr se calcula restando la fase de rotación TH de la fase de tensión de línea THs, tal y como se ha mencionado anteriormente, y se hace referencia a ella como una frecuencia denominada de deslizamiento. En consecuencia, cuando el convertidor INV se excita a la fase de la señal de fase THr, una frecuencia angular \omega1del estator coincide con la frecuencia angular \omega0 de la tensión de línea (\omega0 = \omega1), y las fases se hacen también coincidir con la ayuda del valor de corrección de fase LTH.Here, the excitation phase THr is calculated subtracting the rotation phase TH from the line voltage phase THs, as mentioned above, and reference is made to it as a frequency called slip. In consequently, when the INV converter is excited to the phase of the THr phase signal, an angular frequency \ omega1 of the stator matches the angular frequency \ omega0 of the line voltage (\ omega0 = \ omega1), and the phases are also matched with LTH phase correction value support.
El controlador de sincronización SYNC envía una señal de sincronización SYN a un controlador SYS del sistema cuando la fase y la tensión entre Vg y Vs coinciden. Este controlador SYS del sistema suministra como salida, al recibir la señal de sincronización SYN, unas señales Sg0, Sg1 destinadas a hacer funcionar el conmutador SW y el dispositivo de contacto electromagnético CTT1. Conforme se suministra como salida un indicador SYN de determinación de la sincronización, en respuesta a la coincidencia sustancial de la diferencia de fases entre Vg y Vs, el controlador SYS del sistema envía una señal de conmutación de control Sg0 al conmutador SW, y suministra como salida una orden de cierre al dispositivo de contacto electromagnético CTT1.The SYNC synchronization controller sends a SYN synchronization signal to a system SYS controller when The phase and voltage between Vg and Vs coincide. This SYS controller the system supplies as output, upon receiving the signal from SYN synchronization, signals Sg0, Sg1 intended to do operate the SW switch and the contact device electromagnetic CTT1. As an output is supplied as SYN indicator for synchronization determination, in response to the substantial coincidence of the phase difference between Vg and Vs, the system SYS controller sends a switching signal of control Sg0 to the switch SW, and supplies as output an order of Close to CTT1 electromagnetic contact device.
A continuación se proporcionará una descripción del rectificador REC cuando se produce la perturbación en el sistema. Cuando el potencial de la línea se hace pequeño, la corriente se incrementa en \DeltaI debido a una diferencia de tensiones \DeltaV entre una tensión inducida y la tensión de la línea. En tal caso, la corriente se incrementa en \DeltaI/a en el arrollamiento secundario, donde a representa una relación de arrollamientos del generador doblemente alimentado. Cuando esta corriente \DeltaI/a es grande, se aplica al arrollamiento secundario una corriente excesivamente grande.A description will be provided below. of the REC rectifier when the disturbance occurs in the system. When the line's potential becomes small, the current is increased by ΔI due to a difference of voltages ΔV between an induced voltage and the voltage of the line. In this case, the current is increased by ΔI / a in the secondary winding, where a represents a ratio of windings of the double fed generator. When is current ΔI / a is large, is applied to the winding secondary an excessively large current.
Como el convertidor y el rectificador REC se encuentran conectados al lado secundario a través de elementos reactivos Lr, Lx, respectivamente, una corriente Ic que fluye al interior de Lr y una corriente que fluye al interior de Lx se expresan por medio de la ecuación 9 y de la ecuación 10, respectivamente, y son repartidas según la relación entre las impedancias ZLr, ZLx de los elementos reactivos Lr, Lx. La corriente excesivamente elevada debida a la perturbación está causada, en este caso, por una componente de corriente continua y una componente en contra-fase de una corriente accidental o fortuita que fluye al interior del lado primario (estator) y que aparece como una corriente alterna según se observa desde el lado del arrollamiento, de tal manera que las impedancias del convertidor y del rectificador REC en el lado secundario pueden ser diferenciadas por los elementos reactivos Lr, Lx. Aquí, si la impedancia ZLx del elemento reactivo Lx asociado al rectificador se escoge de manera que sea igual o menor que la impedancia ZLr del elemento reactivo Lr asociado al convertidor, esta elección resulta eficaz para la protección ante una corriente excesiva. La relación entre la impedancia ZLx del elemento reactivo Lx asociado al rectificador, y la impedancia ZLr del elemento reactivo Lr asociado al convertidor, se establece de tal manera que la corriente distribuida al interior del rectificador REC sea mayor que un valor calculado restando la corriente de salida del convertidor de la corriente de salida estimada del generador Gen, y es igual o menor que el 85% de la corriente de salida estimada y, más preferiblemente, igual o menor que el 50%.How the converter and the rectifier REC found connected to the secondary side through elements reagents Lr, Lx, respectively, a current Ic flowing to the inside of Lr and a current flowing inside of Lx is express through equation 9 and equation 10, respectively, and are distributed according to the relationship between impedances ZLr, ZLx of reactive elements Lr, Lx. The excessively high current due to disturbance is caused, in this case, by a DC component and a counter-phase component of a current accidental or accidental flowing into the primary side (stator) and that appears as an alternating current as observed from the winding side, such that the impedances of the converter and the rectifier REC on the secondary side can be differentiated by reactive elements Lr, Lx. Here, if the impedance ZLx of the reactive element Lx associated with the rectifier is choose so that it is equal to or less than the impedance ZLr of the reactive element Lr associated with the converter, this choice results effective for protection against excessive current. The relationship between the impedance ZLx of the reactive element Lx associated with the rectifier, and the impedance ZLr of the associated reactive element Lr to the converter, it is set in such a way that the current distributed inside the REC rectifier is greater than a value calculated by subtracting the converter's output current from the estimated generator output current Gen, and is equal to or less that 85% of the estimated output current and, more preferably, equal to or less than 50%.
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La corriente así distribuida carga el condensador de suavización o descrestado Cd y un condensador Cx de la parte de corriente continua, lo que da lugar a un incremento de la tensión de corriente continua. A medida que la tensión de corriente continua se incrementa, los elementos y condensadores que forman el rectificador y el convertidor sufren un corte o disrupción, de tal manera que se hace funcionar el aparato de consumo de energía LOD cuando la tensión de corriente continua excede un valor predeterminado, por ejemplo, el 110% de un valor normal.The current thus distributed charges the Cd smoothing or stripping condenser and a Cx capacitor of the direct current part, which results in an increase of DC voltage. As the tension of direct current is increased, the elements and capacitors that form the rectifier and the converter suffer a cut or disruption, in such a way that the appliance is operated LOD power consumption when direct current voltage exceeds a predetermined value, for example, 110% of a value normal.
Con el fin de hacer funcionar el aparato de consumo de energía LOD para controlar la tensión de corriente continua de manera que sea igual o menor que un valor predeterminado, la diferencia entre un segundo valor Eref_0V de orden de tensión de corriente continua y un valor detectado Edc, se detecta por medio de un restador 304. Cuando la diferencia es negativa, es decir, cuando la tensión de corriente continua es más alta que el valor de orden, se suministra como salida la diferencia. Cuando la diferencia es positiva, esto es, cuando la tensión de corriente continua es más pequeña que el valor de orden, se emplea un limitador LIM para reducir la salida a cero, la cual se suministra entonces como entrada al dispositivo ajustador DCAVR2 de tensión de corriente continua.In order to operate the appliance LOD power consumption to control the current voltage continue so that it is equal to or less than a value default, the difference between a second Eref_0V value of DC voltage order and a value detected Edc, it detected by means of a subtractor 304. When the difference is negative, that is, when the direct current voltage is higher high than the order value, the output is supplied as difference. When the difference is positive, that is, when the DC voltage is smaller than the order value, a LIM limiter is used to reduce the output to zero, which it is then supplied as input to the DCAVR2 adjuster device DC voltage.
El dispositivo ajustador DCAVR2 de corriente continua calcula un valor de orden DUTY (trabajo) para la conexión/desconexión de un conmutador, y suministra como salida un valor de orden de impulso, Pulse_LOD, al aparato de consumo de energía LOD con el fin de conectar / desconectar el conmutador en respuesta al valor de orden, al objeto de hacer funcionar el aparato de consumo de energía LOD tan solo cuando la tensión de corriente continua es superior al valor de orden.The current DCAVR2 adjuster device continuous calculates a DUTY (work) order value for the switching on / off a switch, and supplies as output an pulse order value, Pulse_LOD, to the consumption device of LOD power in order to connect / disconnect the switch in response to the order value, in order to operate the device LOD power consumption only when the current voltage Continuous is greater than the order value.
El aparato de consumo de energía LOD comprende, por. ejemplo, una resistencia R conectada en serie a un conmutador de potencia de semiconductor, y funciona consumiendo la potencia de la tensión de corriente continua con la resistencia R mientras permanece conectado el conmutador. Al hacer funcionar de esta forma el aparato de consumo de energía LOD, la tensión de corriente continua se mantiene en un valor predeterminado o por debajo de él.The LOD power consumption apparatus comprises, by. example, a resistor R connected in series to a switch of semiconductor power, and it works by consuming the power of DC voltage with resistance R while the switch remains connected. By operating this way LOD power consumption apparatus, current voltage continuous remains at a predetermined value or below he.
Alternativamente, cuando el rectificador REC y el aparato de consumo de energía LOD se disponen en paralelo con el convertidor, y se proporciona un terminal para conectar una parte de corriente continua del rectificador REC a una parte de salida de corriente continua del convertidor, por ejemplo, el condensador de suavización Cd, es posible disponer uno o una pluralidad de los rectificadores REC y de los aparatos de consumo de energía LOD con el fin de proporcionar la capacidad requerida. En tal caso, puede utilizarse una barra o regleta de bus para la conexión a la parte de corriente continua con una impedancia baja.Alternatively, when the rectifier REC and The LOD power consumption apparatus are arranged in parallel with the converter, and a terminal is provided to connect a part of direct current of the rectifier REC to an output part of direct current of the converter, for example, the capacitor of Cd smoothing, it is possible to arrange one or a plurality of the REC rectifiers and LOD power consumption devices with in order to provide the required capacity. In that case, you can use a bus bar or terminal strip for connection to the part of DC current with a low impedance.
Como se ha descrito anteriormente, el rectificador REC se conecta al rotor a través del reactor Lx, cuyo valor es modificado, para conectar la parte de corriente continua del rectificador REC a la parte de corriente continua del conversor de la realización anterior, de tal manera que la mayor parte de una corriente excesiva generada en el rotor puede ser enviada al rectificador, con lo que se reduce la corriente que fluye al interior del convertidor. De manera ventajosa, el convertidor puede proporcionar una capacidad de transporte de corriente más pequeña. También, en esta realización, puesto que es posible limitar una corriente excesiva del convertidor, puede proseguirse con el funcionamiento del convertidor sin que haya necesidad de detener la señal de puerta del convertidor.As described above, the REC rectifier is connected to the rotor through the Lx reactor, whose value is modified, to connect the DC part from the REC rectifier to the direct current part of the converter of the previous embodiment, such that most of a Excessive current generated in the rotor can be sent to the rectifier, which reduces the current flowing to the inside of the converter. Advantageously, the converter can provide a smaller current carrying capacity. Also, in this embodiment, since it is possible to limit a excessive converter current, can be continued with the operation of the converter without the need to stop the converter door signal.
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Asimismo, en la realización anterior, como el aparato de consumo de energía LOD está instalado en el lado de corriente continua del rectificador y se hace funcionar cuando la tensión de corriente continua se incrementa debido a una corriente excesiva, los dispositivos asociados pueden ser protegidos de la tensión de corriente continua excesiva. Por otra parte, puesto que el rectificador REC está dispuesto en paralelo, pueden proporcionarse soportes flexibles para un sistema que se desea con el fin de proseguir con el funcionamiento aun cuando se ha generado una corriente excesiva debido a un accidente en la línea, y para un sistema que se requiere para suministrar la potencia de forma temprana en la salida, tras el reinicio del funcionamiento, mediante la instalación adicional de rectificadores añadidos, o mediante la no instalación del rectificador.Also, in the previous embodiment, such as LOD power consumption device is installed on the side of direct current of the rectifier and is operated when the DC voltage increases due to a current excessive, the associated devices can be protected from excessive direct current voltage. On the other hand, since the rectifier REC is arranged in parallel, they can provide flexible supports for a desired system with in order to continue with the operation even when it has been generated excessive current due to an accident on the line, and for a system that is required to supply the power so early on departure, after restarting operation, by additional installation of added rectifiers, or by not installing the rectifier.
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| MORREN, J. DE HANN, S.W.H. Ridethrough of wind turbines with doubley-fed induction generator during a voltage dip, IEEE Transaction on Energy Conversion, Junio 2005 Volumen 20, Issue 20, páginas 435-441, ISSN 1558-0059. * |
| NICOLAS LAVERDURE, DANIEL ROYE, SEDDIK BACHA, Mitigation of voltage dips effects on wind generators, EWEC 2004, EUROPEAN WIND ENERGY CONFERENCE AND EXHIBITION, 22-25 Nov 2004 Londres. * |
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