ES2634202T3 - Control de un transformador de planta de energía eólica - Google Patents

Abstract

Método para controlar una señal piloto (PS) para ajustar una relación de bobina de un transformador de planta de energía eólica, cuyo lado primario está conectado a: una pluralidad de generadores de turbina eólica; y una carga de compensación reactiva variable para generar una corriente de compensación (IQC), comprendiendo el método las etapas de: recibir una tensión de lado primario real (VMV); recibir una corriente de lado primario real (IQMV); estimar una tensión de caída de línea (DV) basándose en la corriente de compensación (IQC) y la corriente de lado primario real (IQMV); formar un error de tensión (Verr) como suma de un valor de tensión nominal (VR) y la tensión de caída de línea estimada (DV) menos la tensión de lado primario real (VMV), concretamente: Verr >= VR + DV - VMV; y actualizar la señal piloto (PS) según el error de tensión (Verr).

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

que permite que se seleccione un determinado número de vueltas del devanado de transformador. Por tanto, puede ajustarse la relación de bobina de las WPPT, lo que significa que el OLTC puede cambiar la relación de tensión entre el lado primario de las WPPT y el lado secundario de las WPPT. En el lado secundario de las WPPT, el transformador está conectado a la red de electricidad (RED).

El OLTC está conectado de manera comunicativa a un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), recibiendo el sistema información por ejemplo sobre la relación de bobina de las WPPT. La comunicación entre el SCADA y las WPPT y/o el SCADA y la carga de compensación reactiva puede proporcionarse mediante una conexión inalámbrica o mediante conexión por cable. Además, el SCADA está conectado a los conmutadores C1 y C2, conectando o desconectando los conmutadores los elementos capacitivos CAP 1 y CAP 2, respectivamente. Por tanto, los elementos capacitivos se conectan a un SCADA a través de conmutadores, de manera que el SCADA puede controlar de manera selectiva la conexión de CAP 1 y CAP 2 a la barra colectora de MV en las WPP.

Variaciones en el potencial de barra colectora producirán una corriente de compensación IQC para fluir desde los elementos capacitivos CAP 1 y CAP 2 hasta su punto de conexión en la barra colectora de MV. También se conduce una corriente IQW a la barra colectora de MV desde el WTG agregado y el STATCOM. En el punto de conexión de la barra colectora de MV, las dos corrientes están añadidas en una corriente de MV, IQMV, que fluye al lado primario del transformador WPPT de las WPP. En un análisis simplificado, puede suponerse que la barra colectora completa está a la misma potencial.

Por tanto, la figura 2 muestra un conjunto de circuitos en el que la corriente de compensación IQC se añade a la corriente IQW de los WTG y el STATCOM, y en el que la corriente combinada IQMW se conduce al lado primario de las WPPT. Basándose en las corrientes, el OLTC regula el lado secundario de las WPPT, y se comunica con el SCADA que regula la carga capacitiva, cargando por lo tanto la IQC, y así sucesivamente. Para simplificar adicionalmente el análisis de circuito, de una manera suficiente para diseñar y hacer funcionar un sistema de control adecuado, uno puede ignorar todas las corrientes reales y estudiar solo las componentes imaginarias, tal como se indica mediante el índice Q usado constantemente en la notación.

La figura 3 es una vista esquemática del controlador de la presente invención. Se proporciona un primer sumador ponderado Σ en la parte izquierda de la figura, que añade la corriente de MV IQMV conducida al lado primario del transformador WPPT y que resta la corriente de compensación IQC de los elementos capacitivos CAP 1 y CAP 2. La salida del primer sumador ponderado Σ, IQW = IQMV -IQC, es la corriente que fluye según el modelo desde el WTG agregado y el STATCOM. Como la resistencia del transformador y los cables del WTG agregado y/o del STATCOM en algunos casos puede ser despreciable en comparación con la IQC, la corriente IQW puede calcularse sin la contribución de la resistencia. Sin embargo, esta característica puede añadirse como una mejora para un control más preciso.

Además, la corriente IQW se multiplica por un coeficiente de impedancia negativo KL, en el que KL se basa en la impedancia ZW del WTG agregado. Multiplicar la corriente IQW por el coeficiente de impedancia KL proporciona una tensión DV que se toma como modelo para la caída de tensión debida a la impedancia entre la barra colectora y el terminal del WTG agregado.

Una tensión nominal VR se añade a un segundo sumador ponderado Σ. La tensión de caída DV se añade y una tensión de lado primario real VMV se resta al sumador ponderado Σ, de manera que un error de tensión Verr se encuentra como Verr = VR + DV -VMV.

En esta realización, el error de tensión Verr se suministra a un filtro que aplica una zona muerta -D ≤ Verr ≤ D. Si el error de tensión Verr está dentro de la zona muerta D, la emisión PE del filtro de zona muerta es cero. Sin embargo, si el error de tensión Verr está fuera de la zona muerta, la emisión PE es distinta de cero, lo que finalmente aumentará o disminuirá la relación de bobina, y por consiguiente, aumentará o disminuirá la relación de tensión.

Debe observarse que la función de transferencia del filtro de zona muerta se representa esquemáticamente, es decir la zona muerta puede estar desplazada y/o aumentada o disminuida a lo largo del eje de error, el comportamiento fuera de la zona muerta puede ser, en cambio, no lineal etc.

En esta realización, además, la señal PE puede procesarse mediante un temporizador en la función LÓGICA con la señal de salida PL, determinando el temporizador la duración del error de tensión que supera la zona muerta. El temporizador puede aumentarse si el error de tensión Verr, con el que se actualiza la señal PE, está fuera de la zona muerta. Cuando el temporizador alcanza un tiempo específico, se ordena un aumento o disminución de la señal PE, dependiente de si el error de tensión Verr está por encima o por debajo de la zona muerta, y se restablece el temporizador.

De manera análoga, el temporizador puede restablecerse y/o bloquearse si el error de tensión Verr está dentro de la zona muerta debido a dinámicas estables o a un cambio de toma. El funcionamiento del temporizador también puede bloquearse en caso de que el error de tensión Verr caiga por debajo de un límite definido y/o cuando el error de tensión Verr supere un límite predefinido.

Además, se incluye una función de RETARDO, que retarda cualquier variación en la señal de entrada PL que

7

imagen6

Claims (1)

1. imagen1

   imagen2