ES2358816B1 - Método y sistema de control y transmisión de energ�?a eléctrica con enlace de corriente continua. - Google Patents

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Abstract

Método y sistema de control y transmisión de energía eléctrica con enlace de corriente continua que consta de unos generadores eléctricos (1) conectados a un colector o bus de corriente alterna (4), directamente o a través de un sistema (2) de conexionado consistente en sistemas electrónicos de potencia y/o transformadores, con sus correspondientes líneas eléctricas (3), contando con unos filtros (6) y compensadores de potencia reactiva (7). El colector de corriente alterna (4) se conecta mediante transformadores (8) a un conversor o rectificador no controlado (9a), de manera que el ángulo de desplazamiento entre tensión y corriente sea mínimo, así como su demanda de potencia reactiva.

Description

Método y sistema de control y transmisión de energía eléctrica con enlace de corriente continua.
La invención descrita consiste en un sistema de transmisión de energía eléctrica en corriente continua que une dos
o más buses de corriente alterna y su método de control asociado. Es de especial relevancia en el sector del transporte y distribución de energía eléctrica, especialmente para los casos en que las centrales de producción se encuentran muy alejadas de las áreas de distribución y consumo, como es el caso de los parques eólicos situados en alta mar.
Problema a resolver
El acoplamiento a redes de transmisión de energía eléctrica de grandes instalaciones generadoras situadas a largas distancias es particularmente complejo. Este acoplamiento es especialmente importante en instalaciones eólicas de muy alta capacidad. Actualmente se están proyectando en el Mar del Norte instalaciones offshore de más de 1 GW de potencia instalada; algunos de estos parques están situados a más de 40 km de la costa, con lo que la transmisión de energía en corriente continua de alto voltaje (HVDC) es la solución tecnológica más factible. A estos niveles de potencia, la tecnología más adecuada consiste en el uso de sistemas rectificador-inversor a base de tiristores autoconmutados. A potencias menores es posible utilizar los sistemas HVDC-Light, con conversores fuente de tensión (VSC); sin embargo, la utilización de sistemas con tiristores conmutados por línea (LCT) resulta la solución más factible cuando la potencia instalada supera los 500-600 MW.
La configuración típica consiste en la conexión de los distintos generadores, directamente o a través de sistemas electrónicos de potencia, a un colector o barra de alterna común. Dicha barra de alterna se conecta a un conversor que rectifica la corriente alterna y la entrega a una línea de transmisión de corriente continua. La línea de corriente continua se conecta a su vez a la red de transmisión en alterna a través de un inversor. Es necesario controlar las variaciones de tensión en la línea alterna a la que se conectan los generadores y para ello se utiliza un compensador síncrono o estático (o STATCOM) y/o diferentes filtros y bancos de compensación de potencia reactiva. Los sistemas propuestos conocidos hasta ahora consideran que distintos parámetros característicos (valor eficaz, frecuencia) de la tensión en el punto de conexión de los generadores (colector) deben ser mantenidas constantes. Por ello, el control de la potencia transmitida se realiza por medio de impulsos de disparo aplicados a cada uno de los conversores. Generalmente, el conversor rectificador controla la corriente y el conversor inversor controla la tensión del enlace de continua, consiguiendo un control de la potencia transmitida por medio de los impulsos de disparo aplicados a cada uno de los conversores. También es posible el control de la tensión por parte del rectificador y de la corriente por parte del inversor.
Por otro lado, no se tiene conocimiento de ningún sistema que explote la capacidad de inyección de corrientes armónicas y reactivas de los generadores para la minimización de los requerimientos de filtrado del rectificador.
El acoplamiento de redes de corriente alterna a través de enlaces de corriente continua de alta tensión se justifica, en la mayoría de los casos, por razones económicas. En otros casos, la necesidad de acoplar dos o más buses de corriente alterna asíncronos justifica dicha conexión. La invención que se describe en el presente documento propone un nuevo método de control y una nueva configuración del sistema de transmisión de energía por el cual la tensión, frecuencia y contenido armónico en el colector es modificado para controlar la tensión y/o corriente (y, por lo tanto, la potencia) del enlace de corriente continua, resultando un método más sencillo y económico a la hora de proceder a su implementación que los conocidos hasta la fecha.
Estado de la técnica
En el estado de la técnica se conocen referencias a sistemas de transmisión de energía eléctrica mediante corriente continua de alta tensión y su método de control asociado, como las que aparecen en los documentos WO 2006/35018 A2, WO 2006/034250 A1, WO 02/063758 A1, WO 00/62409 A1, WO 2006/094952 A1, WO 2006/037412 A1 o WO 2007/027141 A1. En otros documentos, como WO 2007/033619 A1 y WO 2007/033620 A1, se describe únicamente el método de control. Por su parte, el documento GB 2423650 A describe un sistema de conexionado de un único generador de tensión y frecuencia variable a redes de suministro eléctrico, preferentemente de tensión y frecuencia fija, empleando un rectificador-inversor; esta invención constituiría una alternativa para el conexionado, a través de sistemas electrónicos de potencia, de cada uno de los generadores al colector mencionado con anterioridad.
Las instalaciones de transmisión de energía eléctrica mediante líneas de corriente continua son, generalmente, bidireccionales, es decir, la energía eléctrica (producto de la tensión y la corriente continuas) se puede transmitir en ambos sentidos. La inversión del sentido de transmisión de la energía se consigue, en la mayoría de los casos, invirtiendo el sentido de circulación de la corriente continua, ya que la inversión de la polaridad de la tensión presenta inconvenientes técnicos importantes.
Existen casos en los que los sistemas de transmisión de corriente continua únicamente requieran una transmisión de energía unidireccional.
A modo de ejemplo se puede citar el acoplamiento a redes de transmisión de energía eléctrica de grandes instalaciones generadoras, en las cuales la transmisión de energía siempre va a ser unidireccional. La transmisión de la energía generada mediante enlaces de corriente continua resulta económica cuando la instalación generadora es de gran potencia y se encuentra a gran distancia de la red de transmisión eléctrica.
Este es el caso de instalaciones eólicas de muy alta capacidad situadas a distancias relativamente grandes de la costa. Este tipo de instalaciones presentan la característica de una transmisión energética unidireccional y variable, en la que la utilización de sistemas de transmisión de energía en corriente continua representa la alternativa más aconsejable desde los puntos de vista técnico y económico.
Un sistema típico de estas características, conocido en el estado de la técnica, es el que aparece en la figura
1. En ella se han representado un número de generadores (1) conectados directamente o a través de sistemas (2) electrónicos de potencia, junto con los correspondientes transformadores si fuera necesario, a una barra de alterna común o colector (4) mediante las correspondientes líneas de corriente alterna (3). Dicho colector (4) se conecta a un conversor o rectificador controlado (9) directamente o mediante uno o varios transformadores (8). El rectificador controlado (9) rectifica la corriente alterna y la entrega a una línea de transmisión de corriente continua (10). Esta línea de corriente continua (10) es conectada a la red de alterna receptora (13) a través de un inversor (11), directamente o mediante el uso de uno o varios transformadores (12).
En ambos lados de alterna del sistema de transmisión se incluyen los correspondientes filtros (6), que atenúan el nivel de armónicos producidos por el rectificador controlado (9), así como compensadores (7), que proporcionan la potencia reactiva necesaria para el funcionamiento de rectificador controlado (9). De esta manera, los filtros (6) y los compensadores (7) actúan como elementos de los bancos de filtrado, que se conectan o desconectan de forma escalonada según el nivel de potencia reactiva necesaria para el funcionamiento del rectificador controlado (9).
En muchos casos, dichos filtros (6) y los compensadores (7) son complementados por compensadores sincrónicos
o estáticos (STATCOM) (5), de modo que la variación escalonada de la potencia reactiva producida entre la conexión de un banco y el siguiente sea compensada por elementos productores de potencia reactiva de menor potencia nominal, pero con variación continua de la misma. También existe un número indeterminado de cargas locales (14), como por ejemplo, las asociadas al rectificador o las que presenta cada aerogenerador.
Los sistemas propuestos hasta ahora consideran que la tensión, frecuencia y contenido armónico de la red de corriente alterna en el punto de conexión de los generadores (colector) deben ser mantenidas constantes. Este es el caso más común cuando se conectan dos buses de alterna mediante un enlace de continua y se pretende la transmisión de energía en cualquiera de los dos sentidos.
En estos casos, el control de la potencia transmitida se realiza por medio de los impulsos de disparo aplicados a cada uno de los conversores. Generalmente, el conversor rectificador controla la corriente que circula por el enlace de continua y el conversor inversor controla la tensión del enlace de continua.
Descripción de la invención
La invención que aquí se describe se refiere a un sistema de transmisión de energía eléctrica con enlace de corriente continua que consta de varios generadores eléctricos conectados a un colector, directamente, o a través de sistemas electrónicos de potencia, y que usa líneas y transformadores de corriente alterna, si fuera necesario, contando con unos filtros y compensadores de potencia reactiva. El colector de corriente alterna (4) se conecta mediante uno o varios transformadores a un conversor o rectificador no controlado (9a), de manera que el ángulo de desplazamiento entre tensión y corriente sea mínimo, así como su demanda de potencia reactiva, sin necesidad del cambiador de tomas del transformador del rectificador y con una reducción importante o incluso eliminación de los filtros de armónicos y de los sistemas de compensación de potencia reactiva (p.ej., STATCOM o Compensador Sincrónico).
El rectificador no controlado alimenta, por otro lado, a una línea de corriente continua que se conecta a la red de transmisión de alterna a través de un inversor, mediante uno o varios transformadores.
La invención también se refiere a un método de control y transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica, por el cual la tensión, la frecuencia y el contenido armónico del bus de alterna donde se encuentran los generadores son modificados para controlar la tensión y/o la corriente del enlace de corriente continua de un sistema de transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica. Dicha red consta de unos generadores eléctricos conectados a un colector o bus de corriente alterna, directamente o a través de un sistema de conexionado consistente en sistemas electrónicos de potencia y/o transformadores, con sus correspondientes líneas eléctricas, contando con unos filtros y compensadores de potencia reactiva. El colector o bus de corriente alterna se conecta, mediante uno o varios transformadores, a un conversor o rectificador no controlado, de manera que el ángulo de desplazamiento entre tensión y corriente sea mínimo, así como su demanda de potencia reactiva, sin necesidad del cambiador de tomas.
En dicho método, el rectificador no controlado alimenta una línea de corriente continua que se conecta a la red de receptora de corriente alterna a través de un inversor, adecuando la tensión mediante uno o varios transformadores.
En otra configuración, se propone un método de control y transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica, por el cual la tensión, la frecuencia y el contenido armónico del bus de alterna donde se encuentran los generadores son modificados para controlar la tensión y/o la corriente del enlace de corriente continua de un sistema de transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica. Dicha red consta de unos generadores eléctricos conectados a un colector o bus de corriente alterna, directamente o a través de un sistema de conexionado consistente en sistemas electrónicos de potencia y/o transformadores, con sus correspondientes líneas eléctricas, contando con unos filtros y compensadores de potencia reactiva, y donde el colector o bus de corriente alterna se conecta, mediante uno o varios transformadores, a un conversor o rectificador controlado, de manera que se elimine el cambiador de tomas de los transformadores y se reduzcan o eliminen los sistemas de filtrado y compensación de reactiva.
En dicho método alternativo, el rectificador controlado alimenta una línea de corriente continua que se conecta a la red de receptora de corriente alterna a través de un inversor, adecuando la tensión mediante uno o varios transformadores.
Como ya se ha señalado, la invención que se describe consiste en un sistema de transmisión de energía eléctrica en corriente continua que une dos o más buses de corriente alterna y su método de control asociado. El acoplamiento de redes de corriente alterna a través de enlaces de corriente continua se justifica en la mayoría de los casos, como ya se ha apuntado previamente, por razones económicas. En otros casos la necesidad de acoplar dos o más buses de corriente alterna asíncronos justifica dicha conexión.
En aquellos casos en los que los sistemas de transmisión de corriente continua únicamente requieran una transmisión de energía unidireccional, es posible sustituir uno o varios de los conversores por rectificadores no controlados, de modo que la tensión y/o la corriente del enlace de corriente continua pueda ser controlado mediante variaciones de tensión, frecuencia, potencia reactiva, y/o contenido armónico de los correspondientes buses de corriente alterna.
Descripción de las figuras
La figura 1 representa un sistema estándar de transmisión en corriente continua de alta tensión (HVDC) según el estado de la técnica conocido hasta ahora.
La figura 2 ilustra un sistema de transmisión de energía con enlace de corriente continua y rectificador no controlado según lo descrito en la presente invención.
La figura 3 muestra un sistema que utiliza varios conversores no controlados en la misma localización o en localizaciones separadas geográficamente, que evacuan su potencia en la misma línea de corriente continua de alta tensión.
En dichas figuras, las referencias numéricas adjuntas se corresponden con los siguientes elementos:
1.
Generadores.
2.
Sistema de conexión de los generadores a la red de alterna.
3.
Líneas eléctricas de alterna que conectan los generadores con el bus de alterna o colector (4).
4.
Bus o colector de alterna de la red eléctrica de alterna generadora.
5.
Compensador dinámico de reactiva (compensador síncrono o STATCOM).
6.
Bancos de filtros.
7.
Compensadores (bancos de condensadores).
8.
Transformador.
9.
Rectificador. 9a. Rectificador no controlado,
10.
Línea de corriente continua de alta tensión.
11.
Inversor.
12.
Transformador.
13.
Bus de alterna de la red eléctrica de alterna receptora.
14.
Cargas locales.
Descripción de una forma preferente de realización de la invención
La presente invención consiste en un método de control por el cual la tensión, frecuencia y contenido armónico del bus de alterna donde se encuentran los generadores, es modificado para así controlar la tensión y/o la corriente del enlace de corriente continua y para reducir la necesidad de filtros (6) y compensación de reactiva (5 y 7).
La figura 2 muestra el sistema de transmisión de energía en continua propuesto. De forma similar a la configuración de la figura 1, en la figura 2 se han representado un número de generadores (1) conectados directamente o a través de sistemas (2) electrónicos de potencia, junto con los correspondientes transformadores si fuera necesario, a una barra de alterna común o colector (4) mediante las correspondientes líneas de corriente alterna (3). Igualmente, puede haber bancos de compensación de potencia reactiva (7), filtros (6) y compensadores (5).
A diferencia del estado de la técnica general, el bus de corriente alterna (4) se conecta, mediante un transformador (8), a un conversor o rectificador no controlado (9a). Obviamente, si los generadores (1) cambian la tensión del colector
(4) de forma continua, las tomas del transformador (8) resultan superfluas. De hecho, el cambiador de tomas del transformador (8) se utiliza para mantener el ángulo de disparo de las válvulas del rectificador controlado (9) en un rango determinado en estado estacionario y así reducir la demanda de potencia reactiva de dicho rectificador (9). Con el uso de un rectificador no controlado (9a), el ángulo de disparo siempre es de cero grados y la demanda de potencia reactiva es mínima, sin necesidad del cambiador de tomas. De nuevo, el sistema propuesto conlleva la reducción de costes y el aumento de la robustez del sistema en su conjunto.
La tensión instantánea del bus de corriente alterna (4) y, por lo tanto, la tensión eficaz, se controla actuando sobre los generadores (1), bien directamente, modificando su corriente magnetizante, o bien actuando sobre los sistemas electrónicos de potencia (2) que conectan los generadores al bus de alterna (4).
La variación de tensión en el bus de alterna (4) se refleja, idealmente en forma proporcional, en una variación en la tensión rectificada en el bus de continua (10), a través del rectificador no controlado (9a). De este modo se puede controlar la tensión en el bus de continua, ajustando la correspondiente tensión del bus de alterna. En este caso, el inversor (11) debería ser controlado para asegurar la circulación de corriente para lograr la transmisión de la potencia deseada.
Alternativamente, es posible medir la corriente continua a la salida del rectificador (9) y modificar la tensión del bus de continua (10) para obtener una corriente determinada en el bus de continua (10) según el método mencionado con anterioridad, es decir, variando la tensión instantánea del bus de corriente alterna (4), En este caso, el inversor
(11) debería ser controlado para asegurar el nivel de tensión en el bus de continua (10) para lograr la transmisión de la potencia deseada.
Al mismo tiempo, es posible variar la frecuencia de tensiones y corrientes del bus de alterna (4) para conseguir una variación continua de la potencia reactiva entregada por los filtros, con lo que se limitarían los transitorios de conexión y desconexión de filtros y se podrían optimizar las pérdidas, controlando de forma continua el balance de energía reactiva. El control de frecuencia y de tensión del bus de alterna (4) se podría llevar a cabo de forma conjunta.
El método de control propuesto también contempla la utilización de formas de onda de tensión y corrientes armónicas en el colector, lo que es equivalente a la utilización de formas de onda no senoidales. De este modo, es posible colaborar en el filtrado de los armónicos producidos por el rectificador, e incluso, llegar a la eliminación de los bancos de filtros utilizados para este propósito.
El método de control propuesto podría complementar, si así se considerara necesario, al método propuesto en el documento WO 2006/035018 A2, y conseguir así las ventajas de dicho método de control, entre otras, una reducción del estrés térmico y de tensión de los distintos elementos del sistema y una disminución del riesgo de fallos de conmutación en el inversor El método propuesto está especialmente indicado, entre otros casos, para su utilización en grandes parques eólicos situados a gran distancia de la red de transmisión (por ejemplo, parques eólicos marinos), en los que la tensión, potencia y frecuencia de los distintos aerogeneradores es controlada mediante conversores electrónicos.
Con este método de control se puede obviar el control del rectificador, y substituirlo por un rectificador no controlado. Las ventajas obtenidas de este método de operación son, entre otras:
-
Eliminación de circuitos de disparo y de control del rectificador.
-
Eliminación del compensador síncrono (STATCOM).
-
Eliminación de la necesidad del cambiador de tomas en el lado del rectificador y, posiblemente, en el lado inversor.
-
Operación natural en el ángulo de disparo que produce la mínima demanda de potencia reactiva y contenido armónico en la corriente.
-
Aumento de la eficiencia del rectificador, ya que los diodos presentan menos pérdidas de conducción que los tiristores.
-
Reducción de costes del rectificador.
-
Reducción o eliminación de los filtros de reactiva del lado rectificador.
-
Reducción o eliminación de los filtros de armónicos del lado rectificador.
-
Reducción de peso del rectificador.
Las ventajas expuestas son especialmente relevantes, por ejemplo, en grandes parques eólicos marinos, en los cuales un aumento de la robustez del rectificador, a la par que una disminución en su peso, representan beneficios económicos importantes en la puesta en marcha y operación del parque eólico.
Por otro lado, con el método de control propuesto se puede ajustar de forma continua la potencia reactiva proporcionada por los filtros (6) y compensadores (7), y minimizar las pérdidas producidas en líneas (3), (10) y transformadores (8), (12), mediante la variación de la tensión y la frecuencia del colector (4), bien de forma independiente o coordinada. De este modo, se podría reducir la potencia del compensador síncrono (5) requerido o eliminarlo por completo. De nuevo se consiguen importantes ventajas económicas, así como en la robustez del sistema de transmisión en su conjunto, al haber logrado eliminar un punto de fallo crítico.
Del mismo modo, la operación a frecuencias relativamente elevadas permite la reducción de las pérdidas en líneas y transformadores. Es previsible que las pérdidas en el rectificador aumenten al hacerlo la frecuencia del colector, por lo que es también posible ajustar la frecuencia dentro de un rango de modo que se minimicen las pérdidas globales.
A continuación se presentan dos ejemplos de empleo de este método.
Ejemplo 1
Utilización del método de control y del sistema de transmisión con rectificador no controlado y transformador sin cambiador de tomas en parques eólicos con aerogeneradores basados en generadores asíncronos de inducción de doble alimentación
Este tipo de generadores está caracterizado por la conexión directa del estator a la red, mientras que su control se realiza mediante conversores CA/CC/CA que conectan el rotor del generador con la red de corriente alterna. Presentan la gran ventaja que la potencia nominal de los conversores electrónicos utilizados es una fracción de la potencia nominal del conjunto.
La tensión de estator de los generadores, que están directamente conectado al colector (o bien a través de uno o varios transformadores), se puede reducir fácilmente mediante técnicas de debilitamiento de flujo. Dicha reducción de tensión permite controlar la corriente que circula por el enlace de corriente continua.
Como desventaja, se tiene que la operación a flujo reducido implica necesariamente una reducción en la potencia máxima que puede entregar el generador. Sin embargo, dicha reducción de flujo y tensión se produce necesariamente cuando la energía presente en el viento se reduce y, consecuentemente es necesario reducir la energía transmitida por el enlace de continua.
El margen de reducción de tensión producido por los aerogeneradores no es, generalmente, excesivamente grande, pero este pequeño margen de variación es suficiente para controlar la corriente por el enlace de corriente continua. En este caso, la tensión de continua sería controlada por el conversor inversor.
Como ventaja adicional se tiene que las pérdidas en el hierro de los generadores y transformadores se verían reducidas al operar a una tensión inferior a la nominal. Además, la operación a tensión reducida en el estator permite asimismo, la reducción en la tensión de rotor, con lo que se amplía el rango de velocidades de operación de la turbina, siendo capaz de extraer mayor energía a velocidades bajas de viento.
El sistema descrito no necesitaría de transformador con cambiador de tomas, aunque en ciertos casos podría requerir de filtrado suficiente para mitigar los armónicos producidos por el rectificador.
Contando con la capacidad de generación de potencia reactiva de los aerogeneradores actuales, el valor de los bancos de reactiva necesarios se podría reducir respecto de los utilizados con los sistemas de transmisión de continua que utilizan un rectificador controlado. Estos bancos quizás podrían ser eliminados con el adecuado diseño y/o selección apropiada de aerogeneradores.
Ejemplo 2
Utilización del método de control y del sistema de transmisión con rectificador no controlado y transformador sin cambiador de tomas en parques eólicos con aerogeneradores basados en generadores síncronos
Los aerogeneradores basados en generadores síncronos se conectan a la red a través de convertidores CA/CC/CA (o CA/CA) de potencia nominal igual a la del generador. Este tipo de conversores implican un gasto mayor que en los generadores asíncronos de doble aumentación, sin embargo, proporcionan, entre otras ventajas, una mayor flexibilidad en el control, un mayor rango de velocidades de operación de la turbina y un mejor comportamiento ante transitorios en la red eléctrica.
Este tipo de aerogeneradores pueden utilizar el método de control descrito para así regular la corriente circulante por el enlace de continua. Del mismo modo, la rápida respuesta de este tipo de aerogeneradores permite que los propios aerogeneradores sean capaces de controlar las corrientes que circulan en las instalaciones de alterna y de continua de alta tensión durante fallos y transitorios.
Dado que los conversores de los aerogeneradores pueden realizar la regulación constante de tensión, es posible eliminar los cambios de tomas de los distintos transformadores. Además, los conversores de este tipo de aerogeneradores pueden proporcionar cierto nivel de potencia reactiva e incluso de corrientes armónicas, con lo que los valores nominales de los filtros de armónicos y reactiva pueden disminuirse o incluso eliminarse.
Por otro lado, es posible modificar, de forma sencilla, la frecuencia del lado de alterna, de modo que se consiga reducir las pérdidas y, al mismo tiempo, regular la potencia reactiva producida por los distintos filtros.
Adicionalmente se menciona en las reivindicaciones un método de control y transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica, por el cual la tensión, la frecuencia y el contenido armónico del bus de alterna donde se encuentran los generadores son modificados para controlar la tensión y/o la corriente del enlace de corriente continua de un sistema de transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica, que consta de unos generadores eléctricos (1) conectados a un colector o bus de corriente alterna (4), directamente
o a través de un sistema (2) de conexionado consistente en sistemas electrónicos de potencia y/o transformadores, con sus correspondientes líneas eléctricas (3), contando con unos filtros (6) y compensadores de potencia reactiva (7), el cual está caracterizado por que el colector o bus de corriente alterna (4), se conecta, mediante uno o varios transformadores (8), a un conversor o rectificador controlado (9), de manera que se elimine el cambiador de tomas de los transformadores (8) y se reduzcan o eliminen los sistemas de filtrado (6) y compensación de reactiva (7).
Finalmente se menciona en las reivindicaciones un método de control y transmisión de energía eléctrica en una red de transporte de energía eléctrica el cual está caracterizado por que el rectificador controlado (9) alimenta una línea de corriente continua (10) que se conecta a la red de receptora de corriente alterna (13) a través de un inversor (11), adecuando la tensión mediante uno o varios transformadores (12).

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Método de transmisión de la energía eléctrica generada por un conjunto de generadores (1) conectados a un bus colector (4) de corriente alterna, estando el bus colector (4) conectado, a través de un transformador (8), a una conexión en Corriente Continua de Alto Voltaje (HVDC) formada por un rectificador, una línea HVDC (10) y un inversor (11), caracterizado porque comprende controlar la tensión, la frecuencia y el contenido armónico del bus colector (4) para ajustar la tensión y/o corriente de la línea HVDC (10).
  2. 2.
    Método de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de controlar la tensión del bus colector (4) se lleva a cabo actuando sobre los generadores (1).
  3. 3.
    Método de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 2, caracterizado porque la tensión del bus colector (4) se controla modificando la corriente magnetizante de los generadores (1).
  4. 4.
    Método de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 2, caracterizado porque la tensión del bus colector (4) se controla actuando sobre unos sistemas electrónicos de potencia (2) que conectan los generadores (1) al bus colector (4).
  5. 5.
    Método de transmisión de energía eléctrica según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque comprende modificar la tensión del bus colector (4) para ajustar la tensión en la línea HVDC (10) y controlar el inversor (11) para ajustar la corriente por la línea HVDC (10).
  6. 6.
    Método de transmisión de energía eléctrica según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque comprende modificar la tensión del bus colector (4) para ajustar la corriente por la línea HVDC (10) y controlar el inversor (11) para ajustar la tensión en la línea HVDC (10).
  7. 7.
    Método de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque el control de la tensión del bus colector (4) ajusta de forma continua la potencia reactiva entregada por unos filtros (6) y compensadores
    (7) conectados al bus colector (4).
  8. 8.
    Método de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque el control de la frecuencia del bus colector (4) ajusta de forma continua la potencia reactiva entregada por unos filtros (6) y compensadores (7) conectados al bus colector (4).
  9. 9.
    Método de transmisión de energía eléctrica según las reivindicaciones7y8, caracterizado porque el control de la tensión y de la frecuencia del bus colector (4) se realizan conjuntamente.
  10. 10.
    Sistema de transmisión de energía eléctrica capaz de llevar a cabo el método de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que comprende un conjunto de generadores (1) conectados a un bus colector (4) de corriente alterna, estando el bus colector (4) conectado, a través de un transformador (8), a una conexión en corriente continua de alto voltaje (HVDC) formada por un rectificador, una línea HVDC (10) y un inversor (11), caracterizado porque el rectificador es de tipo no controlado.
  11. 11. Sistema de transmisión de energía eléctrica según la reivindicación 10, caracterizado porque el transformador
    (8) no tiene tomas.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200802377
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 31.07.2008
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X X
    RISHENG LI et al. Frequency Control Design for Offshore Wind FarmGrid With LCC-HVDC Link Connection, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 23, NO. 3, MAYO 2008. GB 2423650 A (ALSTOM et al.) 30.08.2006, página 6, líneas 13-18; figura 1; reivindicaciones 1-2. 1-9 10-11
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 29.04.2011
    Examinador M. Argüeso Montero Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200802377
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD H02J3/36 (2006.01)
    H02J3/18 (2006.01) H02J3/38 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    H02J
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200802377
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 29.04.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-11 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-11 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200802377
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    RISHENG LI et al. Frequency Control Design for Offshore Wind FarmGrid With LCC-HVDC Link Connection, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 23, NO. 3, MAYO 2008. mayo 2008
    D02
    GB 2423650 A (ALSTOM et al.) 30.08.2006
  12. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    -
    Reivindicaciones 1-4 El documento D01 es el documento del estado de la técnica más próximo a la invención reivindicada. En él (Apartado I.B) se describe un método de transmisión de la energía eléctrica generada por un conjunto de generadores conectados a un bus colector de corriente alterna, estando el bus colector conectado a través de un transformador a un conexión de corriente continua HVDC formada por un rectificador, una línea HVDC y un inversor en el que se controla la tensión, la frecuencia y el contenido armónico del bus colector. El control se efectúa actuando sobre los generadores (DFIG) y, en concreto, sobre su corriente magnetizante (flux current control). Para ello, se pueden utilizar unos sistemas electrónicos de potencia (fig. 4). Por tanto, el documento D01 afecta a la novedad de las reivindicaciones 1-4 (art. 6 LP). -Reivindicaciones 5-9 El documento D01 describe un método en el que se modifica la tensión del bus colector y se controla el inversor. Además, también indica que el control de la frecuencia conlleva el control de la tensión, por tanto, ambos se realizan conjuntamente. Por tanto, el documento D01 afecta a la novedad de las reivindicaciones 5-9 (art. 6 LP). -Reivindicaciones 10-11 El documento D02 es el documento del estado de la técnica más próximo a la invención reivindicada. En él se describe un sistema de transmisión de energía eléctrica con enlace de corriente continua que consta de generadores eléctricos conectados a un bus de corriente alterna a través de un sistema de conexionado consistente en sistemas electrónicos de potencia y transformadores, con sus correspondientes líneas eléctricas que cuentan con filtros y compensadores de potencia reactiva, caracterizado porque el bus de corriente alterna se conecta a un rectificador no controlado. Según indica el solicitante en la descripción, la eliminación del cambiador de tomas de los transformadores es una consecuencia de que el rectificador sea no controlado. Por tanto, el documento D01 afecta a la novedad de las reivindicaciones 10-11 (art. 6 LP).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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