ES2562822T3 - Circuito y procedimiento de activación para convertidores de frecuencia de instalaciones de energía eólica - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar un convertidor de frecuencia (4) de una instalación de energía eólica que está conectado a un rotor (32) de un motor asíncrono doblemente alimentado (3) para alimentar energía eléctrica a una red eléctrica (9), en donde el convertidor de frecuencia (4) comprende un inversor (41) del lado de la red, un inversor (42) del lado del generador y un controlador (5) que entrega valores teóricos de la potencia reactiva requerida a al menos uno de los inversores (41, 42), caracterizado por determinar una señal teórica de potencia reactiva (Q3teórica) para la porción que aporta uno de los inversores (41) a la potencia reactiva requerida (QT), determinar una señal de resbalamiento (s) a partir de la frecuencia de la red (9) y el número de revoluciones del generador (3), calcular un valor de amplificación (c) en función de la señal de resbalamiento (s) y modificar la señal teórica de potencia reactiva (Q3teórica) para este inversor (41) por medio del valor de amplificación (c).

Description

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DESCRIPCION

Circuito y procedimiento de activacion para convertidores de frecuencia de instalaciones de energfa eolica.

La invencion concierne a un procedimiento para controlar un convertidor de frecuencia de una instalacion de energfa eolica que esta conectado al rotor de un generador asmcrono doblemente alimentado para alimentar ene^a electrica a una red electrica, en donde el convertidor de frecuencia comprende un inversor del lado del generador, un inversor del lado de la red y un controlador que entrega valores teoricos para la potencia reactiva requerida a al menos uno de los inversores. La invencion concierne tambien a un dispositivo con un convertidor de frecuencia de funcionamiento correspondiente.

Las modernas instalaciones de energfa eolica estan construidas en general con numero variable de revoluciones y presentan un convertidor de frecuencia. El generador puede girar asf con un numero de revoluciones determinado por la fuerza del viento y generar entonces energfa electrica con una frecuencia correspondientemente dependiente del numero de revoluciones. Esta energfa electrica de frecuencia variable se transforma por el convertidor de frecuencia de modo que sea adecuada para su alimentacion a una red de suministro de frecuencia fija (usualmente de 50 Hz). Tales convertidores de frecuencia comprenden usualmente dos inversores que estan unidos a traves de un circuito intermedio. En este caso, uno de los inversores esta unido con la red y es solicitado durante el funcionamiento con la frecuencia de la red (inversor del lado de la red), mientras que el otro inversor (inversor del lado de la maquina) esta unido con el generador, estando determinada la frecuencia aplicada al mismo, entre otras cosas, por el numero de revoluciones del rotor eolico. Tales convertidores de frecuencia pueden estar construidos como convertidores de frecuencia completos o como convertidores de frecuencia parciales, estos ultimos especialmente en combinacion con una maquina asmcrona doblemente alimentada. Sin embargo, con la creciente difusion de las instalaciones de energfa eolica y el aumento de la potencia reactiva instalada ya no se solicita solamente una alimentacion sencilla de potencia activa a la red electrica, sino que se desea un funcionamiento de la instalacion de energfa eolica que aporte prestaciones adicionales para la red. Las llamadas prestaciones de sistema para la red comprenden especialmente la alimentacion de potencia reactiva, por ejemplo para apuntalamiento de la red a tension o frecuencia de red reducidas (vease, por ejemplo, el documento DE 10 2006 027 465 A1). En este caso, especialmente en los generadores asmcronos doblemente alimentados que se emplean a menudo para instalaciones de energfa eolica de potencia bastante alta, se puede plantear el problema de que el convertidor de frecuencia disenado casi siempre solamente para un tercio de la potencia electrica total de la instalacion de energfa eolica ya no puede alcanzar las intensidades de corriente necesarias adicionalmente para el apuntalamiento de la red. Esto se aplica especialmente cuando, debido a una tension insuficiente o una baja frecuencia de la red, reinan condiciones de funcionamiento desfavorables que conducen a intensidades de corriente que de todos modos son demasiado elevadas. Ademas, pueden resultar complicaciones adicionales debido a demandas adicionales, como, por ejemplo, la exigencia de un funcionamiento con poco ruido y, frecuentemente vinculado con esto, un funcionamiento en el rango del numero de revoluciones smcrono.

Es sabido que, para un mejor aprovechamiento del convertidor de frecuencia, se determina linealmente la corriente de potencia reactiva para el inversor del lado de la red en funcion de la consigna de potencia reactiva total. Se mejora asf ciertamente el aprovechamiento del convertidor de frecuencia con relacion a la ganancia de potencia reactiva, pero esto va acompanado del peligro de una sobrecarga, sobre todo en situaciones de funcionamiento cnticas cerca del punto smcrono. Asimismo, se ha propuesto variar dinamicamente durante el funcionamiento la distribucion de la potencia reactiva entre los dos inversores del convertidor de frecuencia. Esto debe realizarse en funcion de si se cumplen determinadas condiciones predefinidas para descargar entonces de potencia reactiva a aquel de los inversores que tiene la carga de potencia activa mas alta. Se ha visto que el concepto propuesto ofrece ciertas dificultades para la sintonizacion, y puede ser sintonizado frecuentemente tan solo a un funcionamiento en el punto nominal con numero de revoluciones nominal, potencia nominal y frecuencia nominal de la red.

La invencion se basa en el problema de mejorar la habilitacion de potencia reactiva, en particular mejorar el aprovechamiento del convertidor de frecuencia.

La solucion segun la invencion reside en las caractensticas de las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

En un procedimiento para controlar un convertidor de frecuencia de una instalacion de energfa eolica que esta conectado a un rotor de un generador asmcrono doblemente alimentado para alimentar energfa electrica a una red electrica, comprendiendo el convertidor de frecuencia un inversor del lado del generador, un inversor del lado de la red y un controlador que entrega valores teoricos para la potencia reactiva requerida a al menos uno de los inversores, se ha previsto segun la invencion una determinacion de una senal teorica de potencia reactiva para la porcion que aporta uno de los inversores a la potencia reactiva requerida, una determinacion de una senal de resbalamiento de frecuencia de la red y numero de revoluciones del generador, un calculo de un valor de amplificacion en funcion de la senal de resbalamiento, una modificacion de la senal teorica de potencia reactiva para este inversor por medio del valor de amplificacion y una variacion en sentido contrario de la senal teorica de potencia reactiva para el otro de los inversores.

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El nucleo de la invencion es la idea de someter la determinacion de la potencia reactiva a suministrar por uno de los inversores, preferiblemente el del lado de la red, a una funcion de amplificacion dependiente del resbalamiento del generador. La funcion de amplificacion dependiente del resbalamiento genera un aumento o una disminucion de la porcion de la potencia reactiva nominal aportada por este inversor. Por medio del aumento o la disminucion se consigue una modulacion de la porcion que suministra este inversor a la potencia reactiva requerida, concretamente en funcion del estado de resbalamiento de la instalacion de energfa eolica. Asf, por ejemplo, gracias a la invencion se puede aumentar la porcion del inversor del lado de la red en ausencia de resbalamiento o bajo solamente un pequeno resbalamiento (es decir, durante el funcionamiento en o cerca del punto smcrono, es decir, en el rango smcrono), para descargar el inversor del lado de la maquina que opera frecuentemente en su lfmite de carga durante el funcionamiento en el rango smcrono - redprocamente, bajo un resbalamiento mayor el inversor del lado de la red ya no necesita hacerse cargo de una porcion tan grande, sino que puede aportar una parte mas pequena de la potencia reactiva -.

La invencion ha reconocido que con este aumento/disminucion en funcion del resbalamiento se puede optimizar la distribucion de la potencia reactiva sobre los dos inversores a lo largo de un amplio rango de funcionamiento y no solo, como en las soluciones conocidas por el estado de la tecnica, en algunos puntos de funcionamiento discretos predeterminados. Como quiera que se toma el resbalamiento como parametro de entrada, la invencion consigue que, incluso en caso de desviaciones de la frecuencia de la red respecto de la frecuencia nominal, se pueda adaptar de manera correspondiente la distribucion de la potencia reactiva sobre los dos inversores. Mientras que convencionalmente, al tener lugar un aumento de la frecuencia de la red a causa de la reduccion acompanante del resbalamiento, se produce una problematica carga de corriente mas alta de los devanados del rotor, se tiene, que gracias a la disminucion del valor teorico modificada segun la invencion, se puede lograr incluso una contribucion total mayor de los inversores. La invencion proporciona asf tambien durante el funcionamiento convencionalmente cntico en el rango del numero de revoluciones smcrono una alta robustez frente a desviaciones de la frecuencia de la red, concretamente a lo largo de un amplio rango de funcionamiento. Por tanto, se mejora la utilidad de la instalacion de energfa eolica, en particular la posibilidad del funcionamiento con numeros de revoluciones pobres en ruido y mas bajos con un par de giro simultaneamente mas alto, los cuales iban acompanados hasta ahora de una carga demasiado alta de los convertidores de frecuencia.

Preferiblemente, se calcula el valor de amplificacion por medio de un funcion sustitutiva. En esta funcion sustitutiva se puede reproducir matematicamente el comportamiento del sistema. Se toma aqrn como base ventajosamente un modelo sustitutivo fuertemente simplificado del sistema electrico de la instalacion de energfa eolica. Se ha acreditado una funcion sustitutiva cuadratica.

Preferiblemente, se efectua frente al otro inversor una especificacion de valor teorico de sentido contrario, con lo que no resulta variacion alguna con respecto a la red.

En principio, la invencion hace posible una representacion cerrada de la funcion sustitutiva para el calculo del valor de amplificacion. Esta se puede hacer con varios miembros empleando para el calculo del valor de amplificacion una funcion base que es preferiblemente una funcion cuadratica, y formando unos terminos de correccion adicionales. Sin embargo, se prefiere la recuperacion de los valores de una tabla de busqueda (LUT). En la LUT puede estar definida una serie de puntos apuntalamiento que estan sintonizados especialmente con las respectivas instalaciones de energfa eolica y sus componentes. Se consigue asf que mediante una eleccion correspondiente de los puntos de apuntalamiento se tengan en cuenta lfmites de carga de los componentes, especialmente de los inversores, y tambien se tenga en cuenta la capacidad de carga de corriente de los devanados del generador y del transformador y la capacidad de carga de corriente de los cables. Se puede evitar asf que se requieran pares de giro que senan mas altos que el par nominal. Asimismo, se puede tener en cuenta el consumo propio de la instalacion de energfa eolica, el cual, segun la condicion de resbalamiento (positiva o negativa), carga adicionalmente (resbalamiento positivo, funcionamiento subsmcrono) o descarga (resbalamiento negativo, funcionamiento supersmcrono) el devanado correspondiente del transformador.

Con la LUT se pueden tener en cuenta tales desviaciones individuales de una manera especialmente elegante. Con independencia de si se emplea una LUT o si se emplea una funcion base con terminos de correccion, los pares de valores se determinan ventajosamente cada vez de modo que en un rango de numero de revoluciones hasta el valor de esquina inferior del rango smcrono se utilice practicamente por completo el inversor del lado de la red para la habilitacion de potencia reactiva, en el rango desde el valor de esquina inferior hasta el valor de esquina superior del rango smcrono se utilice practicamente por completo el inversor del lado de la maquina y por encima del valor de esquina superior del rango smcrono se limite de nuevo mas estrechamente la contribucion del inversor del lado de la maquina.

La modificacion del valor teorico para la potencia reactiva por medio del valor de amplificacion se efectua ventajosamente por sobremodulacion. Esto puede efectuarse practicamente de una manera especialmente sencilla mediante una multiplicacion.

Segun una clase de realizacion ventajosa de la invencion, el calculo de la potencia reactiva se efectua en base a la

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corriente tomando como fundamento una tension fija que preferiblemente corresponde al valor de tension para el Ifmite inferior de una banda de tolerancia de tension (usualmente 90% de la tension nominal o -10% de tolerancia frente a la tension de diseno). Esto hace posible un calculo sencillo con intensidades de corriente activas y reactivas en lugar de las potencias activas y reactivas, respectivamente.

La funcion de amplificacion puede ser de varios miembros. Asf, puede estar previsto un miembro adicional que no tenga en cuenta una tension fija, sino una tension variable (por ejemplo, la tension del rotor) y/u otros parametros (por ejemplo, la temperatura de los inversores). El termino de varios miembros en el sentido de esta invencion abarca tambien el empleo de varias variables, por ejemplo para una familia de curvas caractensticas.

La invencion se refiere tambien a un convertidor de frecuencia y a una instalacion de energfa eolica con un controlador correspondientemente configurado para realizar el procedimiento anterior. Para una explicacion mas detallada del funcionamiento se hace referencia a la descripcion anterior.

Se explica seguidamente la invencion con mas detalle haciendo referencia al dibujo y ayudandose de un ejemplo de realizacion ventajoso. Muestran:

La figura 1, una vista general esquematica de una instalacion de energfa eolica;

Las figuras 2a, b, diagramas de flujo de potencia en representacion original y simplificada;

La figura 3, una vista esquematica del sistema de generador/convertidor de frecuencia de la instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 1;

La figura 4, un ejemplo de realizacion de un controlador configurado segun la invencion para un convertidor de frecuencia;

Las figuras 5a-c, diagramas de una funcion idealizada y corregida para los valores de amplificacion;

La figura 6, un diagrama de bloques con una funcion de amplificacion;

La figura 7, un miembro adicional para la funcion de amplificacion segun la figura 6;

Las figuras 8a, b, diagramas de potencia reactiva y par de giro en diferentes condiciones de funcionamiento;

La figura 9, un diagrama de curvas caractensticas con una funcion de amplificacion idealizada y una funcion de amplificacion basada en puntos de apuntalamiento; y

La figura 10, un diagrama de curva caractenstica para una variante.

Se explicara brevemente con ayuda de la figura 1 la constitucion general de la instalacion de energfa eolica segun un ejemplo de realizacion de la invencion. Un rotor eolico 12 de una instalacion de energfa eolica es puesto en rotacion por el viento. El rotor eolico 12 esta unido con un generador 3 a traves de un engranaje 30 y pone en rotacion a un rotor 32 del generador 3. Un estator 31 del generador 3 esta conectado a la red electrica 9 a traves de cables de conduccion 13 de la torre 10 de la instalacion de energfa eolica y un transformador 18. El rotor 32 del generador 3 esta conectado a un convertidor de frecuencia 4 que a su vez esta conectado tambien, a traves de cables de conduccion 14 de la torre 10, a un segundo devanado primario del transformador 18 y, a traves de este, a la red electrica 9. Asimismo, esta previsto un controlador 5 para el convertidor de frecuencia 4 que a su vez esta unido con un controlador de funcionamiento 2.

El transformador 18 esta realizado en el ejemplo de realizacion representado con tres devanados, es decir, con respectivos devanados separados para las lmeas 13 y 14 que vienen del estator 31 y del rotor 32, respectivamente. Son posibles tambien realizaciones con solamente dos devanados o con otro numero mas alto de devanados.

En la figura 3 se representa con mas detalle la cooperacion del generador 3 y el convertidor de frecuencia 4. El convertidor de frecuencia 4 comprende un inversor 42 del lado del generador y un inversor 41 del lado de la red que estan unidos a traves de un circuito intermedio 40 de tension continua (alternativamente, puede estar previsto tambien un circuito intermedio de corriente continua). El convertidor de frecuencia 42 del lado del generador esta conectado al rotor 32. El inversor 41 del lado de la red esta conectado a traves de una reactancia 43 a una lmea 14 que va al transformador 18. Para controlar el convertidor de frecuencia 4 esta previsto el controlador 5, el cual activa, a traves de reguladores de inversor 51, 52 (representados en lmea de trazos en la figura 3) los respectivos inversores 41, 42 asociados a estos.

Los flujos de potencia resultantes se explican con ayuda de la figura 2 para potencia activa y potencia reactiva. En la figura 2a se representa completamente la topologfa relevante para la potencia en la instalacion de energfa eolica. El generador 3 genera con su estator 31 una potencia reactiva Q1 y una potencia activa P1 con un tension U1 y entrega esta al transformador 18. El rotor 32 es alimentado con una potencia activa P2 y una potencia reactiva q2

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desde el inversor 42 del lado de la maquina a una tension U2. Asimismo, hay que tener en cuenta un Ifmite de corriente del orden de I2max para el inversor 42 del lado de la maquina. El inversor 41 del lado de la red alimenta la potencia P3 y la potencia reactiva Q3 al transformador 18 a una tension de U3. En este caso, hay que tener en cuenta el lfmite de corriente I3max. El transformador 18 transmite la potencia activa Pt y la potencia reactiva Qt a la red 9 a una tension Un.

La figura 2b muestra una representacion simplificada que sirve de base para la consideracion segun la invencion. El sistema formado por el generador 3 y el convertidor de frecuencia 4 se ha reducido al nivel de tension Un de la red 9; por tanto, el transformador 18 queda fuera de la consideracion. Asimismo, se supone, para simplificar, que reina siempre la tension admisible mas baja en la banda de tolerancia, es decir, por ejemplo, UN=0,9xUteorica. Mediante esta tension fija se pueden convertir las potencias activas y reactivas en corrientes activas y reactivas correspondientes que se han marcado con los respectivos indices W y B.

El controlador 5 esta representado como diagrama de bloques en la figura 4. Comprende un nucleo de regulacion 50 al que se aplica un vector de control F con senales de valor teorico procedentes del controlador de funcionamiento 2. El nucleo de regulacion 50 determina a partir del vector de control F una senal para un valor teorico de la potencia reactiva total que debe habilitarse. Esta senal Qt es aplicada por el nucleo de regulacion 50 a una entrada de un miembro de curva caractenstica 53. El miembro de curva caractenstica 53 contiene una curva caractenstica correspondiente a una funcion de limitacion lineal que, dependiendo de la potencia reactiva total requerida Qt, determina de una manera en sf conocida la porcion de potencia reactiva Q3' a suministrar por el inversor 41 del lado de la red y la habilita en su salida. Esta senal es conducida al regulador 51 para el inversor 41 del lado de la red, pero, segun la invencion, no se aplica directamente. Por el contrario, forma la senal bruta que es procesada adicionalmente por un bloque para el calculo del valor de amplificacion segun la invencion en funcion de una senal de resbalamiento. En el bloque de amplificacion 55 se aplica como senal de entrada un valor de resbalamiento s. Este se determina por un bloque de calculo de resbalamiento antepuesto 54 al que se aplican como senales de entrada unos valores para la frecuencia f de la red y para el numero de revoluciones n del generador 3. Es de hacer notar que el bloque de calculo de resbalamiento 54 no necesita ser forzosamente parte del controlador 5, sino que igualmente puede estar dispuesto tambien en un lugar externo, por ejemplo como parte del controlador de funcionamiento 2; en este caso, la senal de resbalamiento s se aplicana como parte del vector de grna al controlador 5 y, por tanto, al bloque de amplificacion 55. El bloque de amplificacion 55 contiene un miembro funcional que reproduce una curva caractenstica determinada por puntos de apuntalamiento. En la figura 6 se representa un ejemplo de esto. En funcion de la senal para el resbalamiento como valor de entrada, el bloque de amplificacion 55 determina un valor de amplificacion c. Este se sobremodula por medio de un miembro de multiplicacion 56 sobre la senal de salida del bloque 53, y la senal modificada asf obtenida como valor nominal Q3' para la potencia reactiva Q3 a habilitar por el inversor 41 del lado de la red se aplica al regulador 51 de este inversor. A traves de una unidad de seguimiento 57, que en el ejemplo de realizacion representado esta configurado como un miembro diferencial, se determina la porcion restante remanente de potencia reactiva a suministrar y se aplica esta como senal nominal Q2 al regulador 52 del inversor 42 del lado de la maquina. El controlador puede estar realizado tambien como una unidad compacta e integrado en uno de los controladores 51,52 de los inversores, o en el regulador 52 del inversor. Esto hace posible una simplificacion de la via de senal debido a que la senal para la potencia reactiva total Qt se aplica, por ejemplo, solamente al inversor integrado 52 del lado de la maquina.

Haciendo referencia a la figura 6 se explica ahora la accion de la funcion de amplificacion. El valor teorico para la potencia reactiva total Qt se aplica a un entrada del bloque de curvas caractensticas 53. Este determina con ayuda de la funcion limitadora representada la porcion que debe ser habilitada por el inversor 41 del lado de la red. Por tanto, las designaciones de la figura 2 consisten en una determinacion bruta de Q3teorica e I3Bteorica. No obstante, este valor no se aplica directamente al inversor 51, sino que, para su procesamiento adicional, se le multiplica por un valor de amplificacion proveniente del bloque funcional de amplificacion 55. Es de hacer notar que se pueden tener en cuenta otras variables; por ejemplo, se puede seleccionar, segun el resbalamiento s, una curva caractenstica de una familia de curvas caractensticas (vease la representacion en lmea de trazos en la figura 6).

El bloque de amplificacion 55 contiene una curva caractenstica determinada por puntos de apuntalamiento, en la que las zonas entre los puntos de apuntalamiento se han linealizado por medio de plantillas de trazado de curvas. La curva caractenstica se asemeja en el caso ideal a una funcion negativamente cuadratica con maximo sobre el eje Y. Esta funcion sustitutiva esta representada en la figura 5a. Para la adaptacion a la capacidad de carga de corriente de otros componentes, para tener en cuenta otras impedancias y especialmente para tener en cuenta el consumo propio de la instalacion de energfa eolica se forman terminos de correccion como los que se representan en la figura 5b. Se obtiene asf la funcion de amplificacion asimetrica representada en la figura 5c, estando representada, para comparacion, la funcion sustitutiva idealizada. En funcion del resbalamiento determinado por el bloque 54 se obtiene el valor de amplificacion que se sobremodula sobre la consigna de valor teorico para el inversor 51 del lado de la red por medio del bloque 56. Con un resbalamiento pequeno, por ejemplo con el resbalamiento 0, el valor de amplificacion c alcanza el valor mas grande (aumento) y el inversor del lado de la red toma una porcion grande de la potencia reactiva teorica. Por el contrario, con un valor de resbalamiento mas grande o con un resbalamiento de -0,2 (resbalamiento nominal) se obtiene un valor de amplificacion mas pequeno (disminucion) que se aprovecha solamente en medida correspondientemente menor por el inversor del lado de la red para la generacion de potencia

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reactiva.

Un miembro adicional 59 para la funcion de amplificacion esta representado en la figura 7. Este comprende en el ejemplo de realizacion representado unas entradas para la tension (por ejemplo, la tension del rotor), la corriente alimentada y la temperatura de los inversores 41, 42. Su senal de salida se sobremodula como en el bloque de amplificacion 55, concretamente con el mismo bloque 56 o con otro bloque 56' en el que esta eventualmente implementada otra funcion de sobremodulacion. Se puede conseguir asf una variacion adicional del valor de amplificacion, por ejemplo un desplazamiento hacia valores de resbalamiento mas altos o mas bajos.

En la figura 8 se representan dos ejemplos de aplicacion. En figura 8b se representan arriba los valores de amplificacion que resultan a traves de los diferentes numeros de revoluciones segun la frecuencia de la red en el caso de una funcion de amplificacion cuadratica. Se alcanzan valores de hasta 0,5, lo que significa que el inversor 41 del lado de la red toma hasta la mitad de la potencia reactiva que se debe habilitar. En la figura 8b se representa abajo el par de giro que es posible con esta distribucion entre los inversores 41, 42 del lado de la red y del lado de la maquina y que puede ser absorbido todavfa sin sobrecarga. Se aprecia que tanto a frecuencia de red reducida (46 Hz), normal (50 Hz) y tambien elevada (52 Hz) se puede transmitir, gracias al reparto de las corrientes reactivas segun la invencion entre los inversores, un par de giro que es mayor que el par nominal. Se representa una situacion correspondiente en la figura 8a, si bien con una restriccion adicional. Durante el funcionamiento real ocurre que el inversor 42 del lado de la maquina presenta solamente una capacidad de carga de corriente mas pequena durante un funcionamiento en o cerca del punto smcrono, ya que, a causa de las pequenas frecuencias de oscilacion fundamentales, se producina en caso contrario un sobrecalentamiento de los elementos activos del inversor 42. Por tanto, en este rango tiene que estar reducido el par. Esto se reconoce en las reducciones de par de giro a manera de entalladuras en la figura 8a, que estan situadas en torno al respectivo numero de revoluciones smcrono determinado por la frecuencia de la red (N=920min-1 para f=46 Hz, 100min-1 a f=50 Hz y 1040min-1 a f=52 Hz). A pesar de esta restriccion con respecto al funcionamiento del inversor del lado de la maquina, se logra gracias a la invencion mantener el par transmisible por encima del par nominal incluso en condiciones de funcionamiento desfavorables en las proximidades del punto smcrono.

La invencion consigue asf que, gracias al reparto de potencia reactiva mejorado por la funcion de amplificacion, se pueda elevar netamente el par de giro maximo admisible en el rango smcrono. Esto se ilustra en la figura 9. Las imeas de trazos muestran el par maximo a numeros de revoluciones diferentes en una instalacion de energfa eolica segun el estado de la tecnica y la lmea continua lo muestra en una instalacion de energfa eolica segun la invencion.

Ademas, la invencion consigue que, al producirse una variacion de la frecuencia de la red, los efectos de carga negativos que se presentan convencionalmente sean absorbidos por el controlador de resbalamiento de la funcion de amplificacion debido a que se reacciona a corrientes activas crecientes en una via de potencia (rotor o estator) en correspondencia con una reduccion de las corrientes reactivas y se transpone correspondientemente la parte reducida a la otra via de potencia. Esto va acompanado de una ampliacion del espectro de par de giro a numeros de revoluciones extremos. Finalmente, la invencion hace posible un reglaje fino por incorporacion de terminos de correccion en la funcion de amplificacion o por un establecimiento deliberado de puntos de apuntalamiento, pudiendo tenerse en cuenta todos los componentes en la via de potencia y pudiendo impedirse asf sobrecargas. Asimismo, existe la posibilidad de almacenar varias curvas caractensticas y, por tanto, curvas lfmite de par de giro diferentes.

Asimismo, en una variante se puede modificar la funcion de amplificacion representada en la figura 5. Un ejemplo de una variante de esta clase esta representado en la figura 10. En la zona central la funcion de amplificacion es ampliamente semejante a la representada en la figura 5c. Sin embargo, esta asciende con fuerte pendiente en la zona de resbalamiento superior s para mantenerse despues sobre un alto valor de amplificacion c. Con esta evolucion de la funcion de amplificacion se puede lograr una mejor proteccion contra sobrecarga. A altos valores de resbalamiento s se puede producir un fuerte aumento de la tension del rotor, al que se le hace frente mediante una entrega incrementada de potencia reactiva del inversor 42 del lado de la maquina. Para que este no se sobrecargue a altos valores de resbalamiento, la variante no solo preve transferir la entrega de potencia reactiva al inversor del lado de la red mediante el alto valor de amplificacion c, sino tambien disminuir la tension del rotor mediante la alta entrega de potencia reactiva.

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para controlar un convertidor de frecuencia (4) de una instalacion de ene^a eolica que esta conectado a un rotor (32) de un motor asmcrono doblemente alimentado (3) para alimentar ene^a electrica a una red electrica (9), en donde el convertidor de frecuencia (4) comprende un inversor (41) del lado de la red, un inversor (42) del lado del generador y un controlador (5) que entrega valores teoricos de la potencia reactiva requerida a al menos uno de los inversores (41, 42),

   caracterizado por

   determinar una senal teorica de potencia reactiva (Q3teorica) para la porcion que aporta uno de los inversores (41) a la potencia reactiva requerida (Qt),

   determinar una senal de resbalamiento (s) a partir de la frecuencia de la red (9) y el numero de revoluciones del generador (3),

   calcular un valor de amplificacion (c) en funcion de la senal de resbalamiento (s) y

   modificar la senal teorica de potencia reactiva (Q3teorica) para este inversor (41) por medio del valor de amplificacion (c).
2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por variar en sentido contrario la senal teorica de potencia reactiva (Q2teorica) para el otro de los inversores (42).
3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por calcular el valor de amplificacion (c) por medio de una funcion sustitutiva.
4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por emplear una funcion cuadratica como funcion sustitutiva.
5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por recuperar el valor de amplificacion (c) tomandolo de una tabla de busqueda.
6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado por tener en cuenta unos terminos de correccion adicionales.
7. 7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se calcula el valor de amplificacion (c) con ayuda de puntos de apuntalamiento.
8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por realizar una linealizacion entre los puntos de apuntalamiento por medio de funciones de plantilla de trazado de curvas.
9. 9. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se determina el valor de amplificacion (c) de modo que en un rango de numero de revoluciones hasta el rango smcrono inferior se utilice completamente el inversor (41) del lado de la red, desde el extremo inferior hasta el extremo superior del rango smcrono se utilice completamente el inversor (42) del lado de la maquina y sobre el rango smcrono superior se utilice parcialmente el inversor del lado de la maquina.
10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por que, ademas, a altos valores de la senal de resbalamiento (s), especialmente valores por encima del extremo superior del rango de resbalamiento, aumenta el valor de amplificacion (c), preferiblemente hasta el maximo.
11. 11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se efectua la modificacion por multiplicacion.
12. 12. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calculo de potencia reactiva se realiza en base a la corriente tomando como fundamento una tension fija que es preferiblemente la tension de tolerancia inferior.
13. 13. Instalacion de energfa eolica con un rotor eolico (12) y un generador asmcrono doblemente alimentado (3) accionado por dicho rotor y dotado de un convertidor de frecuencia (4) que comprende un inversor (41) del lado de la red, un inversor (42) del lado del generador y al menos un controlador (5) del convertidor de frecuencia para alimentar energfa electrica a una red (9), aplicando el controlador (5) valores teoricos de la potencia reactiva requerida a al menos uno de los inversores (41, 42),

    caracterizada por

    una unidad de calculo (50, 53) que determina la contribucion de uno de los inversores (41) a la potencia reactiva

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    requerida,

    un bloque amplificador (55) para calcular un valor de amplificacion (c) en funcion de una senal de resbalamiento aplicada (s) y

    un modulador (56) que esta previsto para modificar el valor de amplificacion (c) determinado por el bloque 5 amplificador (55) sobre la senal teorica de potencia reactiva determinada por la unidad de calculo para este inversor (41).
14. 14. Instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 13, caracterizada por que el convertidor de frecuencia (4) con su controlador (5) esta concebido para la realizacion del procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12.

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