ES2377310A1 - Method of selective correction of inefficiencies in electrical installations and apparatus for its application. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
METODO DE CORRECCIÓN SELECTIVA DE INEFICIENCIAS EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y APARATO PARA SU APLICACIÓN SELECTIVE CORRECTION METHOD OF INEFFICIENCIES IN ELECTRICAL INSTALLATIONS AND APPLIANCE FOR APPLICATION
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un método de corrección selectiva de ineficiencias en instalaciones eléctricas y a un aparato para su aplicación, aportando a dicha función varias ventajas e innovadoras características que se describirán en detalle más adelante, las cuales suponen una destacable mejora frente a los sistemas actualmente conocidos para el mismo fin. The invention, as expressed in the statement of the present specification, refers to a method of selective correction of inefficiencies in electrical installations and a device for application, contributing to this function several advantages and innovative features that will be described in detail below, which are a remarkable improvement compared to the systems currently known for The same end.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN FIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION
- El He
- campo de aplicación de la presente countryside from application from the Present
- invención invention
- se encuadra dentro del sector técnico be framing inside of the sector technical
- relativo a las instalaciones eléctricas. relating to electrical installations.
Como es sabido, un filtro activo (FA) consiste en un inversor de potencia que trabaja a partir de una fuente de tensión o una fuente de corriente continua, equipado con un filtro de conexión a red para reducir el rizado a la frecuencia de conmutación en las corrientes inyectadas en la red de suministro. As is known, an active filter (FA) it consists of a power inverter that works at from a voltage source or a source of direct current, equipped with a connection filter network to reduce curling at the frequency of switching in the currents injected into the network of supply.
Para reducir el tamaño y el peso de los To reduce the size and weight of
elementos magnéticos, la tendencia es utilizar filtros de conexión a red de orden elevado (por ejemplo, filtros LCL), distinguidos por presentar fenómenos de resonancia a ciertas frecuencias. magnetic elements, the tendency is to use filters high order network connection (for example, LCL filters), distinguished by presenting phenomena of resonance at certain frequencies.
En su versión conectada en paralelo con las cargas (FAP), la función de un filtro activo es corregir una o varias de las ineficiencias que merman la calidad del consumo eléctrico. In its version connected in parallel with the loads (FAP), the function of an active filter is correct one or more of the inefficiencies that reduce The quality of electricity consumption.
Dichas ineficiencias son: These inefficiencies are:
I. Armónicos de corriente, generados por las cargas no lineales de una instalación eléctrica. I. Current harmonics, generated by non-load linear of an electrical installation.
II. Desfase entre tensiones y corrientes de la misma fase, debido a cargas inductivas y capacitivas. II. Offset between voltages and currents phase, due to inductive and capacitive loads.
III. En el caso trifásico, desequilibrios de corriente entre las fases. III. In the three-phase case, current imbalances Between the phases
Como consecuencia, si la compensación de ineficiencias fuese perfecta, la red de suministro únicamente debe aportar la componente fundamental de secuencia directa (en el caso trifásico) de las corrientes absorbidas por las cargas. As a consequence, if the compensation of inefficiencies were perfect, the supply network only the fundamental component of direct sequence (in the three-phase case) of currents absorbed by the charges.
Generalmente, el FAP opera con control modo corriente del circuito inversor para que las corrientes entregadas por éste, sigan a unas corrientes de referencia. Generally, the FAP operates with control mode inverter circuit current so that the currents delivered by this, follow a stream of reference.
La generación de las corrientes de referencia se basa en la identificación de ineficiencias a partir de la medida de la corriente absorbida por la carga, y de las tensiones de red. A partir de tales medidas se pueden calcular las corrientes de referencia según The generation of reference currents It is based on the identification of inefficiencies from of the measurement of the current absorbed by the load, and of network tensions. From such measures, can calculate the reference currents according to
diferentes métodos que constituyen el estado de la different methods that constitute the state of the
técnica actual. Current technique
Los métodos más conocidos y extendidos son los siguientes: The best known and widespread methods are the following:
- 1.one.
- Método de referencia síncrono (SRF, Synchronous Reference Frame). Synchronous Reference Method (SRF, Synchronous Reference Frame).
- 2.2.
- Método de referencia síncrono modificado. Modified synchronous reference method.
- 3.3.
- Método de la potencia activa y reactiva instantánea (pq-method). Instant active and reactive power method (pq-method).
- 4.Four.
- Método de la potencia activa y reactiva instantánea modificado (modified pq-method). Instant active and reactive power method modified (modified pq-method).
- 5.5.
- Métodos basados en la identificación del espectro armónico de las corrientes consumidas por las cargas, entre los que destaca el cálculo de la Transformada Rápida de Fourier o FFT (Fast Fourier Transform). Methods based on spectrum identification harmonic of the currents consumed by the loads, among which the calculation of the Transformed stands out Fast Fourier or FFT (Fast Fourier Transform).
Los métodos 1 a 4 requieren una capacidad de cálculo moderada y permiten corregir tanto armónicos de corriente generados por cargas no lineales como la compensación del desfase entre tensiones y corrientes de una misma fase. Methods 1 to 4 require a capacity to moderate calculation and allow to correct both harmonics of current generated by non-linear loads such as offset offset between voltages and currents of the same phase.
No permiten la corrección selectiva de armónicos, por lo que su aplicación a inversores equipados con filtros de conexión a red de orden elevado (por ejemplo, filtros LCL) puede hacer que se amplifiquen las componentes armónicas a la frecuencia de resonancia del filtro. Los métodos agrupados en el punto 5 requieren una capacidad de cálculo alta y permiten la corrección selectiva de armónicos, pero no They do not allow selective correction of harmonics, so its application to investors equipped with order network connection filters high (for example, LCL filters) can cause it to amplify harmonic components to the frequency Resonance of the filter. The methods grouped in the point 5 require a high calculation capacity and allow selective correction of harmonics, but not
permiten compensar desequilibrios. allow to compensate imbalances.
Todos los métodos anteriores tienen en común que las corrientes de referencia del filtro activo constituyen las señales de consigna para los lazos de corriente del FAP. All the above methods have in common that the reference currents of the active filter they constitute the setpoint signals for the ties of FAP current.
De manera concreta, el método de corrección selectiva de ineficiencias en instalaciones eléctricas que la presente invención propone se configuran como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, a tenor de su implementación y gracias a que utiliza un inversor de potencia conectado en paralelo con las cargas cuyas ineficiencias se desea compensar aguas arriba de la red de suministro, presenta las siguientes ventajas: Specifically, the correction method selective inefficiencies in electrical installations that the present invention proposes are configured as a remarkable novelty within its field of application, since, according to its implementation and thanks to using a connected power inverter in parallel with the loads whose inefficiencies are desired compensate upstream of the supply network, It has the following advantages:
- --
- permite identificar y corregir los armónicos de corriente generados por las cargas; allows to identify and correct the current harmonics generated by the charges;
- --
- permite evitar que el inversor de potencia intente corregir componentes armónicas a la frecuencia de resonancia de los filtros de red, en caso de utilización de filtros de orden elevado (por ejemplo, LCL), o bien a otras frecuencias que el usuario del sistema desee evitar; allows to prevent the power inverter try to correct harmonic components at the frequency of resonance of the network filters, in case of use of high order filters (for example, LCL), or at other frequencies than the user's system want to avoid;
- --
- permite identificar y corregir la componente de secuencia inversa de las corrientes consumidas por las cargas, componente asociada al desequilibrio según el teorema de Stokvis. En consecuencia, se puede equilibrar el consumo en cada una de las fases aguas arriba de la conexión del sistema de corrección de ineficiencias; allows to identify and correct the reverse sequence component of the currents consumed by loads, component associated with imbalance according to Stokvis's theorem. In Consequently, consumption can be balanced in each one of the upstream phases of the connection of the inefficiency correction system;
- --
- permite identificar y corregir el desfase entre tensiones y corrientes de una misma fase, tanto inductivo como capacitivo; allows to identify and correct the offset between voltages and currents of the same phase, both inductive as capacitive;
- --
- requiere una capacidad de cálculo moderada, por lo que en su implementación digital no se hace necesario utilizar procesadores digitales de señal de altas prestaciones para su aplicación; requires a moderate calculation capacity, so in its digital implementation it is not done necessary to use digital signal processors high performance for its application;
- --
- puede ser implementado tanto digital como analógicamente. it can be implemented both digitally and analogically
- El He
- método de corrección selectiva de method from correction selective from
- ineficiencias inefficiencies
- en instalaciones eléctricas que se in installations electric that be
- propugna advocate
- representa, pues, una innovación de It represents, well, a innovation from
características técnicas, estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. technical, structural and constitutive characteristics unknown so far for that purpose, reasons that together with its practical utility, endow it with foundation enough to get the privilege of exclusivity that is requested.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the features of the invention, it accompanies the present specification, as part member of it, of a set of planes, in the that with an illustrative and non-limiting nature represented the following:
La figura número 1.- Muestra un diagrama de bloques en el que se ha representado un circuito con un sistema convencional de filtro activo en su versión en Figure number 1.- Shows a diagram of blocks in which a circuit with a conventional active filter system in its version in
paralelo con cargas (FAP). parallel with loads (FAP).
La figura número 2.- Muestra un diagrama del esquema del método de corrección selectiva de ineficiencias en instalaciones eléctricas objeto de la invención. Figure number 2.- Shows a diagram of the scheme of the method of selective correction of inefficiencies in electrical installations subject to invention.
La figura número 3.- Muestra un ejemplo de realización preferente de un sistema según el método de la invención. Figure number 3.- Shows an example of preferred embodiment of a system according to the method of the invention.
Así, atendiendo a la figura 1, en la que se ha representado un esquema representativo de la técnica actual, se puede observar como se ha referenciado con Thus, according to figure 1, in which has represented a representative scheme of the technique current, you can see how it has been referenced with
- (1)(one)
- el circuito inversor, con (10) la conexión al suministro de red, con (11) las cargas, con (4) el control de corriente, con (5) el circuito de control de la tensión en el bus de continua del inversor y con the inverter circuit, with (10) the connection to the mains supply, with (11) loads, with (4) the current control, with (5) the control circuit of the voltage on the inverter's continuous bus and with
- (12)(12)
- la generación de corrientes de referencia. the generation of reference currents.
Como muestra dicha figura, y recordando lo anteriormente señalado, generalmente, el FAP opera con control modo corriente del circuito inversor para que las corrientes entregadas por éste, iF, sigan a unas corrientes de referencia, iF*. As this figure shows, and remembering what previously noted, generally, the FAP operates with control current mode of the inverter circuit so that the currents delivered by this one, iF, follow about reference currents, iF *.
La generación de las corrientes de referencia se basa en la identificación de ineficiencias a partir de la medida de la corriente absorbida por la carga, iL, y de las tensiones de red, vred. A partir de tales medidas se pueden calcular las iF* según diferentes métodos que constituyen el estado de la técnica actual. The generation of reference currents It is based on the identification of inefficiencies from of the measurement of the current absorbed by the load, iL, and of the network tensions, vred. From such measures the iF * can be calculated according to different methods that constitute the current state of the art.
La figura 2 muestra el esquema de principio Figure 2 shows the principle scheme
de la invención propuesta, pudiéndose apreciar en ella como el circuito inversor (1) está constituido por un puente trifásico de transistores IGBT u otro dispositivo que permita realizar una función similar. of the proposed invention, being able to appreciate in it as the inverter circuit (1) is constituted by a three-phase bridge of transistors IGBT or other device that allows to perform a similar function.
Dicho circuito se conecta en paralelo con las cargas (11) cuyas ineficiencias se desea corregir, de manera que las ineficiencias compensadas no aparecerán aguas arriba del punto de conexión del sistema corrector. Said circuit is connected in parallel with the loads (11) whose inefficiencies you want to correct, of so that compensated inefficiencies will not appear upstream of the system connection point concealer
Cabe mencionar que en dicha figura 2, se ha referenciado, además, con (2) el bloque correspondiente al Modulador, Vectorial o SVPWM u otro tipo de modulación que realice la misma función, con (3) el bloque correspondiente a la transformación de coordenadas dg a a� ejw1t, con (4) al control de corriente, con (5) al circuito de control de la tensión en el bus de continua del inversor, con (6) a los integradores de señal, con (7) al bloque correspondiente al elemento de cálculo de las señales iLdqDC, con (8) al conjunto de corrientes generadas, con (9) al bloque correspondientes al control MRFPLL, y con (10) a la conexión a la red de suministro. It should be mentioned that in said figure 2, it has also been referenced with (2) the block corresponding to the Modulator, Vector or SVPWM or another type of modulation that performs the same function, with (3) the block corresponding to the coordinate transformation dg aa� ejw1t, with (4) to the current control, with (5) to the voltage control circuit on the inverter's DC bus, with (6) to the signal integrators, with (7) to the corresponding block to the calculation element of the iLdqDC signals, with (8) to the set of generated currents, with (9) to the block corresponding to the MRFPLL control, and with (10) to the connection to the supply network.
Así, partiendo de un bus de tensión continua, VDC, el inversor se encarga de generar un conjunto de corrientes iFa, iFb e iFc que compensa las ineficiencias identificadas en las corrientes iLa, iLb e iLc que son consumidas aguas abajo por las cargas. Las ineficiencias compensadas no aparecen en la red de suministro, aguas arriba del punto de conexión de sistema. Thus, starting from a continuous voltage bus, VDC, the investor is responsible for generating a set of currents iFa, iFb and iFc that compensates for inefficiencies identified in the currents iLa, iLb and iLc that are consumed downstream by the charges. Compensated inefficiencies do not appear in the network of supply, upstream of the connection point of system.
A diferencia de los métodos convencionales, Unlike conventional methods,
en los cuales las corrientes de referencia del filtro activo constituyen las señales de consigna para los lazos de corriente del FAP, el método propuesto emplea un lazo de control de corriente (4) básico que genera in which the filter reference currents active constitute the setpoint signals for FAP current loops, the proposed method employs a basic current control loop (4) that generates
- unos ciertos ciclos de trabajo da�certain work cycles damage
- para regular las to regulate the
- componentes components
- de corriente del FAP a la frecuencia from stream of the FAP to the frequency
- fundamental y de secuencia directa. fundamental and direct sequence.
Adicionalmente, la técnica propuesta calcula unos ciertos ciclos de trabajo da H, a partir del procesado de señal procedente de los armónicos de las corrientes de carga que se desean corregir, así como de las componentes de la corriente de carga a la frecuencia fundamental de secuencia inversa, las cuales corresponden a desequilibrios de corriente entre fases. Additionally, the proposed technique calculates certain work cycles of H, from the signal processing from the harmonics of the load currents to be corrected, as well as from the components of the load current at the fundamental sequence frequency inverse, which correspond to current imbalances between phases.
Para generar las señales da H, el método preconizado emplea la descomposición de las señales de corriente de carga en múltiples marcos de referencia síncronos, uno de ellos sintonizado con la frecuencia del fundamental de secuencia inversa, c1i=-c1, y el resto con la frecuencia de los armónicos de orden k que se desean compensar, ck=kc1. To generate the signals of H, the recommended method employs the decomposition of the load current signals in multiple synchronous reference frames, one of them tuned to the frequency of the inverse sequence fundamental, c1i = -c1, and the rest with the frequency of harmonics of order k that you want to compensate, ck = kc1.
La frecuencia y la fase del fundamental y de los armónicos son calculadas por el bloque MRFPLL (9). The frequency and phase of the fundamental and of The harmonics are calculated by the MRFPLL block (9).
Las operaciones que permiten la descomposición en múltiples marcos de referencia síncronos están basadas en la denominada transformación de Park. The operations that allow the decomposition in multiple frames of reference synchronous are based on the so-called transformation from Park.
Una vez procesadas las señales de corriente en cada uno de los marcos de referencia síncronos, dichas señales son integradas y convertidas de nuevo a un marco de referencia estacionario único, resultando da H. Once the current signals are processed in each of the synchronous reference frames, said signals are integrated and converted back to a single stationary reference frame, resulting in H.
El método también permite corregir la The method also allows correcting the
potencia reactiva de secuencia directa a la frecuencia fundamental, incorporando al bloque de control de corriente (4) básico las señales iLdqDC calculadas por el elemento de cálculo (7). reactive power from direct sequence to frequency fundamental, incorporating into the control block of basic current (4) signals iLdqDC calculated by the calculation element (7).
De forma adicional, el inversor de potencia puede operar como rectificador activo con baja distorsión armónica y capacidad de regeneración de energía, manteniendo los bloques de control de la tensión en el bus de continua y el bloque de control modo corriente básico. Additionally, the power inverter can operate as active rectifier with low harmonic distortion and regeneration capacity of energy, keeping the control blocks of the voltage on the continuous bus and the control block basic current mode.
Atendiendo a la figura 3 se puede observar el esquema de un ejemplo de realización práctica para la aplicación del método propuesto por la invención. En dicho ejemplo, los elementos 1 a 9 que muestra la figura 2, es decir, el circuito inversor (1), el bloque de modulación, vectorial SVPWM (2), el bloque de transformación de coordenadas dg a a� (3), el bloque de control de corriente (4), el circuito de control de la tensión en el bus de continua del inversor (5), los integradores de señal (6), el elemento de cálculo (7), las corrientes generadas (8) y el bloque de control MRFPll (9), se programan en una tarjeta de control (13) basada en un procesador digital de señal (DSP) de la familia TMS320XX o cualquier otro de similares prestaciones computacionales, que además del procesador According to Figure 3, the scheme of a practical embodiment example for the application of the method proposed by the invention can be observed. In said example, elements 1 to 9 shown in Figure 2, that is, the inverter circuit (1), the modulation block, SVPWM vector (2), the coordinate transformation block dg aa� (3), the current control block (4), the voltage control circuit in the inverter's DC bus (5), the signal integrators (6), the calculation element (7), the generated currents (8) and The MRFPll control block (9) is programmed into a control card (13) based on a digital signal processor (DSP) of the TMS320XX family or any other of similar computational features, which in addition to the processor
- digital digital
- incluye circuitos convencionales de It includes circuits conventional from
- acondicionamiento conditioning
- de señales, convertidores AD from signs, converters AD
- (analógico a digital), protecciones, etc. (analog to digital), protections, etc.
Dicha tarjeta de control (13) interactúa con un panel de usuario (14) para el control local y diversos dispositivos de comunicación convencionales para el control remoto del aparato. Said control card (13) interacts with a user panel (14) for local control and various conventional communication devices for the remote control of the device.
La tarjeta de control (13) recibe las señales The control card (13) receives the signals
procedentes de unos sensores de intensidad (15) y de voltaje (16). from intensity sensors (15) and voltage (16).
Tras procesar dichas señales siguiendo el método propuesto, mostrado en la figura 2, la tarjeta de control (13) genera las señales para el control de los transistores IGBT del circuito inversor (1) trifásico, las cuales son adecuadamente amplificadas mediante circuitos (17) tipo Gate Driver convencionales. After processing these signals following the proposed method, shown in figure 2, the card control (13) generates the signals for the control of the inverter circuit IGBT transistors (1) three-phase, which are properly amplified via circuits (17) Gate Driver type conventional.
En definitiva, permite identificar y corregir de manera selectiva los armónicos de las corrientes de carga, la potencia reactiva de secuencia directa a la frecuencia fundamental y el desequilibrio de corriente In short, it allows to identify and correct selectively the harmonics of the currents of load, the direct sequence reactive power to the fundamental frequency and current imbalance
- entre between
- fases, siendo totalmente compatible con el phases, being totally compatible with he
- funcionamiento functioning
- del inversor como rectifica dor of the investor how rectify dor
- regenerativo. regenerative
En resumen, y visto lo que antecede, se constata que el método propuesto por la invención se concreta y se distingue en que: In summary, and given the foregoing, it notes that the method proposed by the invention is concrete and distinguishes itself in that:
Calcula la frecuencia (y la fase) del fundamental de secuencia directa de las tensiones de la red de alimentación, c1, la del fundamental de secuencia inversa, c1i=-c1, y la correspondiente a los armónicos de orden k, ck=kc1. El bloque que realiza esta función es MRFPLL, señalado como (9) en la Figura Calculate the frequency (and phase) of the direct sequence fundamental of the supply network voltages, c1, that of the inverse sequence fundamental, c1i = -c1, and that corresponding to the harmonics of order k, ck = kc1. The block that performs this function is MRFPLL, indicated as (9) in the Figure
2. 2.
Además, descompone tanto las corrientes de carga, iLa, iLb e iLc, como las corrientes de salida del inversor, iFa, iFb e iFc, en un marco de referencia síncrono de secuencia directa, cuya frecuencia es c1 In addition, it breaks down both the load currents, iLa, iLb and iLc, as well as the inverter output currents, iFa, iFb and iFc, into a synchronous direct sequence reference frame, whose frequency is c1
calculada por el bloque MRFPLL, mediante aplicación de la denominada transformada de Park, alineando el eje d con la componente fundamental de secuencia directa de las tensiones de alimentación. calculated by the MRFPLL block, by applying the so-called Park transform, aligning the d axis with the fundamental direct sequence component of The supply voltages.
El resultado son las corrientes iLdq e iFdq, respectivamente. The result is the currents iLdq and iFdq, respectively.
Por otra parte, utiliza filtros paso-bajos para obtener las componentes de continua de las corrientes iLdq. El resultado son las corrientes iLdqDC calculadas. On the other hand, it uses low-pass filters to obtain the continuous components of the iLdq currents. The result is the currents iLdqDC calculated
El método permite obtener las componentes de alta frecuencia de las corrientes iLdq. Tras aplicar la denominada transformada de Park inversa a la frecuencia c1, el resultado son las corrientes iLa H. The method allows to obtain the high frequency components of the iLdq currents. After applying the so-called inverse Park transform to the frequency c1, the result is the currents iLa H.
El método calcula el error existente entre las señales iLa H calculadas por el elemento de cálculo The method calculates the error between the iLa H signals calculated by the calculation element
(7) y las señales iFa� que resultan tras aplicar la denominada transformada de Clarke a las corrientes de salida del inversor. El resultado son las señales de error ea . (7) and the iFa� signals that result after applying the so-called Clarke transform to the inverter output currents. The result is the error signals ea.
El método descompone las señales de error ea en múltiples marcos de referencia síncronos, mediante aplicación de la denominada transformada de Park a las frecuencias c1i=-c1 (para el fundamental de secuencia inversa) y ck (para cada uno de los armónicos de orden k). The method breaks down the error signals ea into multiple synchronous reference frames, by applying the so-called Park transform at frequencies c1i = -c1 (for the fundamental of inverse sequence) and ck (for each of the harmonics of order k ).
El método utiliza múltiples integradores de señal (6), de ganancia integral Ki1 (para el fundamental de secuencia inversa) y Kik (para cada uno de los armónicos de orden k). Sólo los armónicos The method uses multiple integrators of signal (6), of integral gain Ki1 (for the fundamental reverse sequence) and Kik (for each of harmonics of order k). Only harmonics
considerados cuya Ki sea distinta de cero serán corregidos. La corrección de desequilibrios (fundamental de secuencia inversa) sólo se realiza si Ki1 es distinta de cero. considered whose Ki is non-zero will be corrected The correction of imbalances (fundamental reverse sequence) is only performed if Ki1 is nonzero.
El método calcula los ciclos de trabajo de ineficiencia, da H, mediante aplicación de la denominada transformación de Park inversa a cada una de las señales de salida de los integradores anteriormente descritos. The method calculates the inefficiency work cycles, gives H, by applying the so-called inverse Park transformation to each of the output signals of the integrators described above.
Para que se comprenda el significado de la expresión antedicha ciclos de trabajo de ineficiencia, cabe señalar que el concepto es el siguiente: el método calcula unas señales de control para el inversor de potencia que se caracterizan por tener dos componentes. La primera permite que el inversor opere como rectificador activo con baja distorsión de corriente y con capacidad de regeneración de energía; en el texto dicha componente aparece como “ciclos de trabajo básicos”, que son “señales de control básicas”. La segunda componente es la que permite compensar las ineficiencias en la red eléctrica y por eso se ha denominado “ciclos de trabajo de ineficiencia”, constituyendo el componente de las señales de control que permite corregir ineficiencias. To understand the meaning of the above expression cycles of inefficiency work, It should be noted that the concept is as follows: the method calculates control signals for the inverter of power that are characterized by having two components. The first allows the investor to operate as active rectifier with low current distortion and with energy regeneration capacity; in the text this component appears as “work cycles basic ”, which are“ basic control signals ”. The second component is what allows to compensate inefficiencies in the electricity grid and that is why it has called "inefficiency work cycles", constituting the component of the control signals which allows to correct inefficiencies.
El método mantiene la tensión en el bus de continua del inversor de potencia, vDC, próxima a un valor de consigna, vDCref, mediante el circuito de control (5). Lógicamente, cualquier técnica o circuito de control, ya sea analógico o digital, ya sea lineal o no lineal, puede llevar a cabo esta función. The method maintains the voltage on the bus Continuous power inverter, vDC, next to a setpoint value, vDCref, by means of the circuit control (5). Logically, any technique or circuit control, either analog or digital, either linear or Nonlinear, you can perform this function.
El método utiliza un lazo de control (4) de corriente básico, el cual actúa a partir del error The method uses a control loop (4) of basic current, which acts from the error
entre las señales correspondientes a las corrientes de salida del inversor en un marco de referencia síncrono de secuencia directa, iFdq, y unas ciertas señales de consigna para dicho lazo de control modo corriente básico. Se sobreentiende que cualquier técnica o circuito de control, ya sea analógico o digital, ya sea lineal o no lineal, puede llevar a cabo esta función. between the signals corresponding to the currents of inverter output in a synchronous reference frame of direct sequence, iFdq, and certain signals of setpoint for said current mode control loop basic. It is understood that any technique or control circuit, either analog or digital, either linear or non-linear, you can perform this function.
El método utiliza como consignas del lazo de control modo corriente básico, descrito anteriormente, las siguientes: para la componente d, la consigna es la salida del controlador de tensión o circuito de control (5); para la componente q, la consigna es la señal iLqDC si se desea corregir el desfase entre tensiones y corrientes de una misma fase, siendo cero en caso contrario. The method uses as slogans of the loop of basic current mode control, described above, the following: for component d, the setpoint is the voltage controller output or control circuit (5); for the component q, the setpoint is the signal iLqDC if you want to correct the gap between voltages and currents of the same phase, being zero in case contrary.
El método calcula los ciclos de trabajo básicos para el inversor de potencia, en el marco de referencia estacionario a , mediante aplicación de la denominada transformada de Park inversa a la frecuencia c1 (3). El resultado son las señales da . The method calculates the basic work cycles for the power inverter, in the stationary reference frame a, by applying the so-called inverse Park transform at the frequency c1 (3). The result is the signals gives.
El método suma los ciclos de trabajo básicos descritos anteriormente con los ciclos de trabajo de ineficiencia. El resultado son los ciclos de trabajo totales que se utilizan para generar las tensiones de salida del inversor mediante modulación por ancho de pulso (PWM), modulación por ancho de pulso en el espacio vectorial (SVPWM) u otras técnicas asimilables para realizar dicha función. The method adds the basic work cycles described above with the duty cycles of inefficiency The result is the work cycles totals that are used to generate the tensions of inverter output by width modulation of pulse (PWM), pulse width modulation in the vector space (SVPWM) or other assimilable techniques to perform this function.
Además, es compatible con el funcionamiento del inversor de potencia como rectificador regenerativo. In addition, it is compatible with the operation of the power inverter as a rectifier regenerative
Descrita suficientemente la naturaleza de la Describe sufficiently the nature of the
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se 5 derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no 10 se altere, cambie o modifique su principio fundamental. The present invention, as well as the way of putting it into practice, does not consider it necessary to extend its explanation so that any expert in the field understands its scope and the advantages derived from it, stating that, within its essentiality, it may be implemented in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of example, and which will also achieve the protection that is sought as long as it is not altered, changed or modified its fundamental principle.
Claims (3)
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- calcula unos ciertos ciclos de trabajo da H, a partir del procesado de señal procedente de los armónicos de las corrientes de carga que se desean corregir, así como de las componentes de la corriente de carga a la frecuencia fundamental de secuencia inversa, las cuales corresponden a desequilibrios de corriente entre fases; calculates certain work cycles of H, from the signal processing from the harmonics of the load currents to be corrected, as well as from the components of the load current at the fundamental frequency of the inverse sequence, which correspond to current imbalances between phases;
- --
- emplea la descomposición de las señales de corriente de carga en múltiples marcos de referencia síncronos para generar dichas señales da H, uno de ellos sintonizado con la frecuencia del fundamental de secuencia inversa, c1i=-c1, y el resto con la frecuencia de los armónicos de orden k que se desean compensar, ck=kc1, it uses the decomposition of the load current signals in multiple synchronous reference frames to generate said signals from H, one of them tuned to the frequency of the inverse sequence fundamental, c1i = -c1, and the rest with the frequency of the harmonics of order k that you want to compensate, ck = kc1,
- --
- porque, una vez procesadas las señales de corriente en cada uno de los marcos de referencia síncronos, dichas señales son integradas y convertidas de nuevo a un marco de referencia estacionario único, resultando da H; because, once the current signals are processed in each of the synchronous reference frames, said signals are integrated and converted back to a single stationary reference frame, resulting in H;
- --
- incorpora las señales iLdqDC calculadas por un elemento de cálculo (7), para corregir la potencia reactiva de secuencia directa a la frecuencia fundamental, al bloque de control de corriente (4) básico; incorporates the iLdqDC signals calculated by a calculation element (7), to correct the power direct sequence reactive to frequency fundamental, to the current control block (4) basic;
- --
- y porque, para que el inversor de potencia opere como rectificador activo con baja distorsión armónica y capacidad de regeneración de energía, mantiene los bloques de control de la tensión en el bus de continua y el bloque de control en modo corriente básico. and why, so that the power inverter operate as an active rectifier with low distortion harmonic and energy regeneration capacity, keeps the voltage control blocks on the bus of continuous and the control block in current mode basic.
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- A TO
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- 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 Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
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- Fecha de realización del informe 09.03.2012 Date of realization of the report 09.03.2012
- Examinador M. P. López Sábater Página 1/4 Examiner M. P. López Sábater Page 1/4
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