ES2644398T3 - Dispositivo de control para convertidor de fuente de tensión y procedimiento operativo del mismo - Google Patents

Dispositivo de control para convertidor de fuente de tensión y procedimiento operativo del mismo Download PDF

Info

Publication number
ES2644398T3
ES2644398T3 ES15159003.1T ES15159003T ES2644398T3 ES 2644398 T3 ES2644398 T3 ES 2644398T3 ES 15159003 T ES15159003 T ES 15159003T ES 2644398 T3 ES2644398 T3 ES 2644398T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
voltage
current voltage
alternating current
frequency
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15159003.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Gum Tae Son
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LSIS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LSIS Co Ltd filed Critical LSIS Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2644398T3 publication Critical patent/ES2644398T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/06—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Dispositivo de control para convertidor de fuente de tension y procedimiento operativo del mismo ANTECEDENTES
[0001] La presente divulgacion se refiere a un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension y un procedimiento operativo del mismo, y mas particularmente, a un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension asociado a un parque eolico y un procedimiento operativo del mismo.
[0002] En general, una corriente continua de alta tension (HVDC) se asocia con un procedimiento de transmision HVDC en el que la alimentacion de corriente alterna (CA) generada en una central electrica se convierte en alimentacion de CC, la alimentacion de CC se transmite y a continuacion se vuelve a convertir en la alimentacion de CA en una region de recepcion de energfa.
[0003] Puesto que la HVDC es alta en eficiencia de transmision de alimentacion y baja en perdida de alimentacion, todos los pafses del mundo la estan utilizando ampliamente, desde transmision de alimentacion de alta tension hasta distribucion.
[0004] Ultimamente, la energfa eolica y la luz solar son reconocidas como tecnologfas esenciales para la reduccion de un gas de efecto invernadero y la expansion en la distribucion de las nuevas energfas renovables y por tanto esta aumentando un interes en la HVDc.
[0005] Ademas, la HVDC se esta reconociendo como una tecnologfa de nucleo en el campo de la industria energetica de un pais debido a un alto efecto domino en todos los campos relacionados tales como la ingenierfa de analisis, diseno de maquinas, electricidad, comunicacion, control, informatica y electronica de alimentacion de semiconductores.
[0006] Un sistema HVDC de este tipo se clasifica en un sistema HVDC de tipo actual usando una valvula de tiristor y el sistema HVDC basado en un convertidor de fuente de tension (VSC) usando un elemento de transistor de modo bipolar de puerta aislada (IGBT).
[0007] Puesto que la HVDC basada en VSC puede suministrar alimentacion activa y alimentacion reactiva, tambien es adecuada para conexion de red aislada pequena que no tenga ningun suministro de alimentacion independiente, y puesto que la HVDC basada en VSC tiene una estacion de conversion mas pequena en comparacion con la HVDC de tipo actual y puede implementar una funcion de arranque autogeno, es adecuada para la plataforma marina que no tenga suministro de alimentacion de CA.
[0008] Debido a las ventajas de la HVDC basada en VSC, un plan y proyecto para conectar un nuevo parque de energfa renovable remoto usando la HVDC basada en VSC estan aumentando.
[0009] Cuando en un dispositivo de transmision de CC de multiples terminales general, se conectan juntos una red de CA y un parque eolico, se controlan mediante un control remoto 500.
[0010] Se proporcionan descripciones relacionadas con referencia a la fig. 1.
[0011] La fig. 1 es un diagrama esquematico de un dispositivo de transmision de CC de multiples terminales general.
[0012] El dispositivo de transmision de CC de multiples terminales de la fig. 1 es un sistema que tiene cuatro terminales, estando cada uno conectado a una red de CA conectada a un transformador 400 o a un parque eolico 300.
[0013] Asimismo, hay impedancia de lfnea R+jwL e impedancia de red entre un convertidor de fuente de tension 200 y la red de CA.
[0014] Cada terminal incluye el convertidor de fuente de tension 200 y se controla mediante el control remoto 500.
[0015] Puesto que el control remoto 500 esta separado de cada convertidor de fuente de tension 200, puede controlar cada convertidor de fuente de tension 200 a traves de comunicacion.
[0016] Cuando el control remoto 500 conectado a cada convertidor de fuente de tension experimenta un fallo de comunicacion 200, el control remoto 500 puede no controlar cada convertidor de fuente de tension 200 y uno o mas convertidores de fuente de tension 200 no opera normalmente, cada convertidor de fuente de tension 200 esta en un modo de operacion de respaldo.
[0017] Por tanto, cada convertidor de fuente de tension 200 opera un controlador de respaldo tal como un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
controlador de cafda de modo que se lleva a cabo constantemente la transmision de alimentacion de todo un sistema de transmision de CC.
[0018] Sin embargo, cuando el convertidor de fuente de tension 200 no pueda comunicarse con el parque eolico 300, el control de transmision de alimentacion del convertidor de fuente de tension 200 conectado al parque eolico puede no operar normalmente.
[0019] La razon de esto es porque el control de un generador de energfa eolica general se lleva a cabo usando una tecnica de seguidor de punto de maxima potencia (MPPT), todo un dispositivo de transmision de CC experimenta un suministro de alimentacion excesivo, la tension de bus de CC comun del dispositivo de transmision de CC de multiples terminales aumenta y por tanto hay una limitacion en que la operacion continua de un dispositivo de transmision de corriente continua se vuelve diffcil.
[0020] El documento EP 2 528 184 A1 (SIEMENS AG [DE]) divulga un procedimiento y un aparato para controlar un enlace de transmision de CC para transmitir energfa electrica desde una unidad de produccion de energfa conectada a un convertidor de CA-CC en un primer lado del enlace de transmision CC a una red electrica conectada a un convertidor de CC-CA en un segundo lado del enlace de transmision de CC.
RESUMEN
[0021] Los modos de realizacion proporcionan un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension que permite la transmision de alimentacion continua de un dispositivo de transmision de CC de fuente de tension conectado a un parque eolico, y un procedimiento operativo del mismo.
[0022] Los aspectos de la invencion se divulgan en las reivindicaciones independientes 1 y 5.
[0023] El dispositivo de control puede ajustar la tension de CA al parametro establecido para disminuir la frecuencia y nivel de la tension de CA suministrada al parque eolico y disminuir la generacion de alimentacion del parque eolico que recibe la tension de CA ajustada.
[0024] La unidad de control puede incluir: una unidad de comparacion de tension 121 que compara la tension de CA de toda la red detectada con la tension de referencia, una unidad de control de frecuencia 122 que ajusta una frecuencia de la tension de CA al parametro establecido dependiendo de un resultado de comparacion, una unidad de control del nivel de tension 123 que ajusta un nivel de la tension de CA en base a la frecuencia de la tension de CA ajustada y una unidad de control de fase 124 que ajusta una fase de la tension de CA en base a la frecuencia de la tension de CA ajustada.
[0025] La unidad de control de nivel de tension puede ajustar un nivel de la tension de CA a un nivel de una tension de CA correspondiente a la frecuencia de la tension de CA ajustada de acuerdo con una tecnica de control V/f constante.
[0026] En los dibujos adjuntos y en la descripcion siguiente se exponen los detalles de uno o mas modos de realizacion. A partir de la descripcion y los dibujos, y de las reivindicaciones, seran evidentes otras caracterfsticas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
[0027]
La fig. 1 es un diagrama esquematico de un dispositivo de transmision de corriente continua (CC) de multiples terminales general.
La fig. 2 representa un parque eolico conectado a un convertidor de fuente de tension.
La fig. 3 es la curva caracterfstica de control V/f constante de un motor de induccion general.
La fig. 4 es un diagrama de bloques de un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension de acuerdo con un modo de realizacion.
La fig. 5 es un diagrama de bloques de una unidad de control de acuerdo con un modo de realizacion.
La fig. 6 es un diagrama de flujo de un procedimiento operativo de un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension de acuerdo con un modo de realizacion.
Las figs. 7 y 8 son diagramas conceptuales que representan como un dispositivo de control para un convertidor de fuente de tension de acuerdo con un modo de realizacion controla el convertidor de fuente de tension.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
DESCRIPCION DETALLADA DE LOS MODOS DE REALIZACION
[0028] Los modos de realizacion se describen a continuacion en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, de manera que una persona experta en la tecnica puede practicar facilmente los modos de realizacion. Sin embargo, la presente invencion puede implementarse en varias formas diferentes y no se limita a modos de realizacion que se describen en el presente documento. Asimismo, no se proporcionan partes irrelevantes a las descripciones en los dibujos a fin de hacer que la presente invencion sea clara y que las partes similares a lo largo de la divulgacion tengan numeros de referencia similares.
[0029] Ademas, cuando se describe que una parte incluye algunos elementos, se deberfa entender que puede que no excluir sino ademas incluir otros elementos si no hay objecion especffica.
[0030] Antes de describir un dispositivo de control 100 para un convertidor de fuente de tension y un procedimiento operativo del mismo, se describe la operacion fundamental de un parque eolico 300 con referencia a la fig. 2.
[0031] La fig. 2 representa el parque eolico 300 conectado al convertidor de fuente de tension 200.
[0032] El convertidor de fuente de tension 200 esta conectado al parque eolico 300 a traves de un transformador 400. Asimismo, hay impedancia de lfnea R+jwL entre el convertidor de fuente de tension 200 y el transformador 400.
[0033] El parque eolico 300 incluye una pluralidad de generadores de energfa eolica.
[0034] El generador de energfa eolica incluye una pala 310, una caja de engranajes 320, un motor de induccion 330, y una unidad de control 340.
[0035] La pala 310 puede hacer par de torsion del viento.
[0036] La caja de engranajes 320 cambia la velocidad de rotacion de la pala 310 a un cierto valor.
[0037] El motor de induccion 330 produce electricidad de induccion de acuerdo con la rotacion de la pala 310.
[0038] La unidad de control 340 controla la operacion global del generador de energfa eolica.
[0039] La operacion de generacion de energfa eolica de la unidad de control 340 se puede controlar de varias maneras.
[0040] Por ejemplo, en el caso de control de angulo de paso, la unidad de control 340 puede controlar a traves del control de alimentacion activa de acuerdo con las instrucciones de energfa electrica.
[0041] Cuando la tension de CA de una red de CA conectada al generador de la energfa eolica tiene una frecuencia fija y nivel, la alimentacion de energfa eolica sigue la ecuacion 1 siguiente:
<Ecuacion 1>
i -
^Jirrtfna = ^ p^ienio ~ ~ C p pAV
donde Cp es una eficiente de alimentacion y puede convertirse a traves de control de angulo de paso.
[0042] Debido a estas caracterfsticas, la frecuencia y nivel de una tension de CA afecta a la alimentacion activa.
[0043] Se proporcionan descripciones relacionadas con referencia a la fig. 3.
[0044] La fig. 3 es la curva caracterfstica de control V/f constante de un motor de induccion general.
[0045] En este ejemplo, V/f representa la proporcion de tension a frecuencia en tamano.
[0046] En la curva caracterfstica de la fig. 3, el eje X es un valor de frecuencia proporcional a una frecuencia asignada y el eje Y representa valores de alimentacion P y par de torsion T dependiendo de control V/f constante.
[0047] Como se muestra en la fig. 3, cuando una frecuencia es mayor que 1 pu, la alimentacion P del motor de induccion es constante y cuando la frecuencia es menor que 1 pu, se mantiene el par de torsion T. Por tanto, hay una caracterfstica de que la alimentacion P tambien disminuye con una disminucion de frecuencia.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
[0048] Puesto que se conoce la caracterfstica de un motor de induccion general, no se proporciona una descripcion detallada.
[0049] El dispositivo de control 100 del convertidor de fuente de tension y el procedimiento operativo del mismo se describen a continuacion con referencia a los contenidos anteriormente descritos.
[0050] El dispositivo de control 100 para el convertidor de fuente de tension y el convertidor de fuente de tension 200 se describen con referencia a las figs. 4 y 5.
[0051] La fig. 4 es un diagrama de bloques del dispositivo de control 100 para el convertidor de fuente de tension.
[0052] La fig. 5 es un diagrama de bloques de una unidad de control 120 del dispositivo de control 100.
[0053] El dispositivo de control 100 para el convertidor de fuente de tension controla un convertidor de fuente de tension 200 conectado.
[0054] El convertidor de fuente de tension 200 usa un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) para convertir una corriente continua (CC) en una corriente alterna (CA) o viceversa.
[0055] El dispositivo de control 100 para el convertidor de fuente de tension incluye una unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 y la unidad de control 120.
[0056] La unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 detecta la tension de CC de toda una red conectada al convertidor de fuente de tension 200. Por tanto, la unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 puede medir la tension de CC de toda la red.
[0057] La unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 transmite la tension de CC de toda la red medida a la unidad de control 120.
[0058] La unidad de control 120 controla la operacion del convertidor de fuente de tension 200.
[0059] La unidad de control 120 puede controlar una operacion de conversion entre una CC y una CA que se lleva a cabo por el convertidor de fuente de tension 200.
[0060] Por ejemplo, la unidad de control 120 puede controlar uno o mas del nivel de una tension de CC, la frecuencia de una tension de CA, el nivel de la tension de CA, y la fase de la tension de CA en operacion de conversion entre la CC y la CA por el convertidor de fuente de tension 200.
[0061] Por tanto, la unidad de control 120 puede ajustar uno o mas del nivel de una tension de CC, la frecuencia de una tension de CA, el nivel de la tension de CA y la fase de la tension de CA a parametros establecidos particulares en operacion de conversion entre la CC y la CA por el convertidor de fuente de tension 200.
[0062] Ademas, la unidad de control 120 puede recibir la senal de control del control remoto 500 a traves de la comunicacion.
[0063] En particular, la unidad de control 120 incluye una unidad de comparacion de tension 121, una unidad de control de frecuencia 122, una unidad de control de nivel de tension 123, y una unidad de control de fase 124.
[0064] La unidad de comparacion 121 compara la tension de CC de toda la red medida con una tension de referencia.
[0065] La unidad de control de frecuencia 122 ajusta la frecuencia de una tension de CA dependiendo de la comparacion de la tension de referencia con la tension de CC de toda la red medida de la unidad de comparacion de tension 121 y transmite una senal de control de frecuencia.
[0066] La unidad de control de nivel de tension de 123 calcula el nivel de una tension de CA que corresponde a la senal de control de la unidad de control de frecuencia 122 y ajusta el nivel de una salida de tension de CA por el convertidor de fuente de tension 200 al nivel de una tension de Ca calculada.
[0067] La unidad de control de fase 124 ajusta la fase de una salida de tension de CA por el convertidor de fuente de tension 200 en respuesta a la senal de control de la unidad de control de frecuencia 122.
[0068] El procedimiento operativo del dispositivo de control 100 del convertidor de fuente de tension 200 se describe con referencia a la fig. 6.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
[0069] La fig. 6 es un diagrama de bloques del dispositivo de control 100 para el convertidor de fuente de tension.
[0070] La unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 del dispositivo de control 100 mide la tension de CC de toda una red conectada en la etapa S100.
[0071] La tension de CC de toda la red medida por la unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 se transmite a la unidad de control 120.
[0072] La unidad de control 120 del dispositivo de control 100 determina si la tension de CC medida esta dentro de un intervalo preestablecido de tensiones de referencia en la etapa S110.
[0073] La unidad de comparacion de tension 121 de la unidad de control 120 puede comparar la tension de CC medida con la tension de referencia para determinar si la tension de CC medida esta dentro de un intervalo preestablecido de tensiones de referencia.
[0074] Por ejemplo, cuando la tension de referencia es de aproximadamente 1000 V y el intervalo preestablecido es de aproximadamente 900 V a 1100 V, la unidad de comparacion de tension 121 puede determinar que la tension de CC medida esta dentro del intervalo preestablecido de tensiones de referencia si es de 950 V. Sin embargo, cuando la tension de CC medida es de 1300 V, la unidad de comparacion de tension 121 puede determinar que la tension de CC medida no esta dentro del intervalo preestablecido de tensiones de referencia.
[0075] En este ejemplo, la tension de referencia y el intervalo preestablecido de tensiones de referencia pueden variar dependiendo de la configuracion, diseno y operacion de toda una red.
[0076] La unidad de control 120 puede determinar si la tension de CC medida por la unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 esta dentro del intervalo preestablecido de tensiones de referencia, cuando la senal de control del control remoto 500 no se transmite al dispositivo de control 100 debido a un fallo de comunicacion o error entre el control remoto 500 y el dispositivo de control 100.
[0077] La unidad de control 120 ajusta la frecuencia de la tension de CA del convertidor de fuente de tension 200 a un parametro establecido cuando la tension de CC medida no esta dentro del intervalo preestablecido de tensiones de referencia, en la etapa S120.
[0078] Por ejemplo, cuando la tension de CC de toda una red conectada no esta dentro de un intervalo de tensiones de referencia y es imposible recibir la senal de control del control remoto 500, la unidad de control 120 puede permitir que el convertidor de fuente de tension 200 disminuya el tamano de la frecuencia de la tension de CA que suministra al parque eolico 300 a un parametro establecido.
[0079] En este ejemplo, el parametro establecido puede variar dependiendo de la configuracion, diseno y operacion de toda una red.
[0080] Se proporcionan descripciones relacionadas con referencia a la fig. 7.
[0081] La fig. 7 es un diagrama conceptual que representa como el dispositivo de control 100 controla el convertidor de fuente de tension 200.
[0082] Como se muestra en la fig. 7, la unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 del dispositivo de control 100 mide la tension de CC de toda una red.
[0083] Asimismo, la unidad de comparacion de tension 121 compara la tension de CC de toda la red medida con una tension de referencia y determina si la tension de CC de toda la red medida esta dentro de un intervalo de tensiones de referencia.
[0084] Cuando como resultado de la comparacion por la unidad de comparacion de tension 121, la tension de CC de toda la red medida no esta dentro del intervalo de tensiones de referencia, la unidad de control de frecuencia 122 ajusta la frecuencia de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 a un parametro establecido y transmite una senal de control de frecuencia para una frecuencia ajustada.
[0085] La senal de control de frecuencia transmitida por la unidad de control de frecuencia 122 tambien puede incluir informacion sobre un parametro establecido que es el valor de frecuencia de una tension de CA que se va a ajustar.
[0086] Por tanto, cuando la unidad de control de frecuencia 122 transmite una senal de control de frecuencia disminuyendo la frecuencia de una tension de CA, la senal de control de frecuencia tambien puede incluir el valor de frecuencia de una tension de CA que se va a ajustar.
[0087] Asimismo, la senal de control de frecuencia transmitida por la unidad de control de frecuencia 122 se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
transmite a la unidad de control de nivel de tension 123 y la unidad de control de fase 124.
[0088] Como ejemplo, la unidad de control de frecuencia 122 puede transmitir una senal de frecuencia que disminuye la frecuencia actual de 60 Hz de una tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 al parametro establecido de 30 Hz y la frecuencia de la tension de CA de salida a 30 Hz.
[0089] Cuanto disminuye la unidad de control de frecuencia 122 la frecuencia de la tension de CA puede variar dependiendo del nivel de la tension de CC de toda la red medida y de la configuracion, diseno y operacion de toda la red.
[0090] La unidad de control 120 vuelve a la etapa S100 cuando, como resultado de la determinacion en la etapa S110, la tension de CC medida esta dentro de un intervalo preestablecido de tensiones de referencia.
[0091] El procedimiento operativo del dispositivo de control 100 del convertidor de fuente de tension 200 sigue describiendose con referencia a la fig. 6.
[0092] La unidad de control 120 del dispositivo de control 100 ajusta el nivel de una tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 al nivel de una tension de CA correspondiente a una frecuencia ajustada en la etapa S130.
[0093] La unidad de control de nivel de tension 123 del dispositivo de control 100 puede usar una tecnica de control V/f constante que afecte ligeramente al aislamiento del motor de induccion 330 de un generador de energfa eolica en el parque eolico 300, el convertidor de fuente de tension 200, y un transformador conectado al convertidor de fuente de tension 200.
[0094] Por tanto, la unidad de control de nivel de tension 123 de la unidad de control 120 puede ajustar el nivel de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 dependiendo de la senal de control de frecuencia transmitida en la etapa S120.
[0095] Por ejemplo, cuando antes del ajuste de una frecuencia, el nivel de la tension de CA de salida es de aproximadamente 220 V y la frecuencia es de aproximadamente 60 Hz, la unidad de control de nivel de tension 123 puede permitir que el convertidor de fuente de tension 200 ajuste el nivel de la tension de CA de salida a aproximadamente 110 V si la frecuencia de la tension de CA de salida ajustada es de aproximadamente 30 Hz.
[0096] La unidad de control de nivel de tension 123 puede usar una tecnica de control integral proporcional para controlar el nivel de la tension de CA de salida en base al nivel de una tension de CA medida actualmente y el nivel de una tension de CA que se va a ajustar.
[0097] Por tanto, la unidad de control de nivel de tension 123 puede ajustar el nivel de la tension de CA medida actualmente para que este cerca al nivel de la tension de CA que se va a ajustar a traves de un control de retroalimentacion que compara y ajusta el nivel de la tension de CA medida actualmente con el nivel de la tension de CA que se va a ajustar.
[0098] Puesto que la tecnica de control integral proporcional es una tecnica conocida y un ajuste de nivel de tension a traves de la tecnica de control integral proporcional tambien es una tecnica conocida, no se proporcionan descripciones detalladas relacionadas.
[0099] La unidad de control 120 del dispositivo de control 100 ajusta la fase de una tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 a la fase de una tension de CA que corresponde a una frecuencia ajustada en la etapa S140.
[0100] Puesto que el convertidor de fuente de tension 200 tambien funciona como un inversor, el dispositivo de control 100 tambien puede controlar la fase de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200.
[0101] Por tanto, la unidad de control de fase 124 de la unidad de control 120 puede ajustar la fase de la tension de
CA de salida en base a la fase de la tension de CA actual y la fase de una tension de CA que corresponde a una
tension de CA que se va a ajustar dependiendo de una senal de control de frecuencia.
[0102] La unidad de control de fase 124 puede calcular la fase de la tension de CA de salida del convertidor de
fuente de tension en base a la frecuencia de la tension de CA ajustada y ajustar la fase de una tension de CA a la
fase de una tension de CA calculada en base al angulo de fase de la tension de CA de salida actual.
[0103] A traves de los procedimientos descritos anteriormente, la unidad de control 120 del dispositivo de control 100 puede permitir que el convertidor de fuente de tension 200 saque una tension de CA que tenga un nivel de tension ajustada y una frecuencia ajustada.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
[0104] Por tanto, el parque eolico 300 conectado al convertidor de fuente de tension 200 recibe una tension de CA que tiene una frecuencia ajustada y un nivel ajustado.
[0105] Por ejemplo, puesto que el parque eolico 300 puede recibir una tension de CA que tenga una frecuencia menor y un nivel mas pequeno que antes del ajuste, el par de torsion T del motor de induccion 33 es constante de acuerdo con la curva caracterfstica del motor de induccion mostrado en la fig. 2 pero la generacion de alimentacion P del parque eolico 300 disminuye.
[0106] Por tanto, es posible evitar que el parque eolico 300 conectado a un dispositivo de transmision de CC de tipo de multiples terminales suministre una alimentacion excesiva a toda una red de CC.
[0107] Por tanto, incluso si hay un fallo de comunicacion entre el parque eolico 300 y el convertidor de fuente de tension 200 y una red de CA tiene un problema, el dispositivo de transmision de CC de tipo de multiples terminales puede operar normalmente.
[0108] En este ejemplo, el asunto de que el par de torsion T del generador de energfa eolica del parque eolico 300 es constante pero la generacion de alimentacion P disminuye ha estado en la seccion relacionada de las figs. 2 y 3.
[0109] A continuacion, un modo de realizacion de la operacion de control del dispositivo de control del convertidor de fuente de tension se describe con referencia a la fig. 8.
[0110] La fig. 8 es un diagrama conceptual que representa como el dispositivo de control 100 controla el convertidor de fuente de tension 200 y representa la operacion particular del dispositivo de control 100.
[0111] Como se muestra en la fig. 8, la unidad de monitor de fuente de alimentacion 110 del dispositivo de control 100 mide la tension de CC de toda una red.
[0112] Asimismo, la unidad de comparacion de tension 121 compara la tension de CC de toda la red medida con una tension de referencia y determina si la tension de CC de toda la red medida esta dentro de un intervalo de tensiones de referencia.
[0113] Cuando como resultado de la comparacion por la unidad de comparacion de tension 121, la tension de CC de toda la red medida no esta dentro del intervalo de tensiones de referencia, la unidad de control de frecuencia 122 ajusta la frecuencia de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 a un parametro establecido.
[0114] Asimismo, la senal de control de frecuencia transmite una senal de control de frecuencia a la unidad de control de nivel de tension 123 y la unidad de control de fase 124.
[0115] Por tanto, la unidad de control de nivel de tension 123 de la unidad de control 120 puede ajustar el nivel de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 dependiendo de una senal de control de frecuencia recibida.
[0116] En particular, la unidad de control de nivel de tension 123 calcula el nivel de una tension de CA que corresponde al tamano de una frecuencia que se va a ajustar de acuerdo con una tecnica de control V/f constante.
[0117] La unidad de control de nivel de tension de 123 ajusta el nivel de la tension de CA actual al nivel de una tension de CA calculada a traves de una tecnica de control integral proporcional.
[0118] Una senal usada para ajustar el nivel de una tension de CA de salida al nivel de una tension de CA calculada por la unidad de control de nivel de tension 123 se transmite al convertidor de fuente de tension 200 con una senal de tipo de tension de referencia.
[0119] La tension de referencia puede ser una senal de control transmitida al convertidor de fuente de tension 200 y representada por moss (2^f + 9).
[0120] En este ejemplo, m representa el fndice de modulacion de la tension de CA de salida del convertidor de fuente de tension 200 y 2nf + 9 representa la fase de la tension de CA de salida.
[0121] Asimismo, el convertidor de fuente de tension 200 que recibe una senal para una tension de referencia puede sacar una tension de CA de salida correspondiente a la tension de referencia.
[0122] En este ejemplo, se puede seleccionar una tecnica en la que la tension de referencia es transmitida al convertidor de fuente de tension 200 de diversas tecnicas, tales como una tecnica de modulacion de anchura de pulso y tecnica de control de convertidor de multiples niveles modular.
5
10
15
20
25
30
35
[0123] La unidad de control de fase 124 puede ajustar la fase de una tension de CA de salida a la fase de una tension de CA correspondiente a una senal de control de frecuencia recibida en base al angulo de fase de la tension de CA medida actualmente.
[0124] En particular, la unidad de control de fase 124 puede calcular el angulo de fase de una tension de CA que se va a ajustar en base al angulo de fase de una tension de CA medida actualmente y la frecuencia de la tension de CA que se va a ajustar y reflejar un angulo de fase calculado 9 a la fase de moss de tension de referencia descrito anteriormente (2rcf + 9) a traves de una funcion coseno.
[0125] Por tanto, la fase de la tension de CA de salida del convertidor 200 de fuente de tension se ajusta dependiendo de la informacion sobre la fase de una tension de CA en una senal para una tension de referencia.
[0126] A traves de los procedimientos descritos anteriormente, la unidad de control 120 del dispositivo de control 100 puede permitir que el convertidor de fuente de tension 200 saque una tension de CA que tenga un nivel de tension ajustada y una frecuencia ajustada.
[0127] Como tal, de acuerdo con el dispositivo de control 100 del convertidor de fuente de tension de un modo de realizacion, cuando un sistema de dispositivo de transmision de CC conectado a un parque eolico tiene un problema de comunicacion, es posible ajustar la tension de CA de salida del convertidor de tension y por tanto prevenir el cierre del parque eolico.
[0128] Por tanto, puesto que la transmision de CC a traves del sistema de dispositivo de transmision de CC conectado al parque eolico es posible, es posible estabilizar la operacion de toda una red de alimentacion.
[0129] Las caracterfsticas, estructuras, y los efectos descritos en los modos de realizacion anteriores se incluyen en al menos un modo de realizacion, pero no se limitan a un modo de realizacion. Ademas, la caracterfstica, la estructura y el efecto ilustrados en cada modo de realizacion pueden combinarse o modificarse para otros modos de realizacion por un experto en la tecnica. Por tanto, se interpretara que los contenidos relacionados con una combinacion de este tipo y una variacion de este tipo estan incluidos en el alcance de la presente invencion.
[0130] Los modos de realizacion se describen principalmente anteriormente. Sin embargo, son solo ejemplos y no limitan la presente invencion. Un experto en la tecnica puede apreciar que pueden hacerse muchas variaciones y aplicaciones no presentadas anteriormente sin apartarse de la caracterfstica esencial de los modos de realizacion. Por ejemplo, se puede variar cada componente particularmente representado en los modos de realizacion. Asimismo, debe interpretarse que las diferencias relacionadas con una variacion de este tipo y una aplicacion de este tipo estan incluidas en el alcance de la presente invencion definida en las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

10
15
2.
20
3.
25
30
4.
35
5.
40
45
50
6.
55
7.
60
REIVINDICACIONES
Un dispositivo de control (100) para un convertidor de fuente de tension (200) conectado a un parque eolico, comprendiendo el dispositivo de control:
una unidad de monitor de fuente de alimentacion (110) que detecta una tension de corriente continua de toda una red conectada al convertidor de fuente de tension (200); y
una unidad de control (120) que comprende medios para comparar la tension de corriente continua de toda la red detectada con una tension de referencia, en la que la unidad de control (120) comprende medios para ajustar una corriente alterna que suministra al parque eolico a un parametro establecido cuando como resultado de comparacion, la tension de corriente continua de toda la red detectada esta fuera de un intervalo preestablecido de tensiones de referencia,
en el que el parametro establecido comprende una frecuencia de la tension de corriente alterna que se va a ajustar y un nivel de la tension de corriente alterna que se va a ajustar.
El dispositivo de control de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de control (120) comprende medios para ajustar la tension de corriente alterna al parametro establecido para disminuir la frecuencia y nivel de la tension de CA suministrada al parque eolico y disminuir la generacion de alimentacion del parque eolico que recibe la tension de CA ajustada.
El dispositivo de control de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la unidad de control (120) comprende:
una unidad de comparacion de tension (121) para comparar la tension de corriente continua de toda la red detectada con la tension de referencia,
una unidad de control de frecuencia (122) para ajustar una frecuencia de la tension de corriente alterna al parametro establecido dependiendo de un resultado de comparacion,
una unidad de control de nivel de tension (123) para ajustar un nivel de la tension de corriente alterna en base a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada, y
una unidad de control de fase (124) para ajustar una fase de la tension de corriente alterna en base a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada.
El dispositivo de control de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la unidad de control de nivel de tension (123) comprende medios para ajustar el nivel de la tension de corriente alterna a un nivel de una tension de corriente alterna correspondiente a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada de acuerdo con una tecnica de control V/f constante.
Un procedimiento operativo de un dispositivo de control (100) para un convertidor de fuente de tension (200) conectado a un parque eolico, comprendiendo el procedimiento:
detectar una tension de corriente continua de toda una red conectada al convertidor de fuente de tension (200);
comparar la tension de corriente continua de toda la red detectada con una tension de referencia; y ajustar una tension de corriente alterna suministrada al parque eolico a un parametro establecido cuando como resultado de una comparacion, la tension de corriente continua de toda la red detectada esta fuera de un intervalo preestablecido de tensiones de referencia,
en el que el parametro establecido comprende una frecuencia de la tension de corriente alterna que se va a ajustar y un nivel de la tension de corriente alterna que se va a ajustar.
El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el ajuste de la tension de corriente alterna suministrada al parque eolico al parametro establecido comprende ajustar la tension de corriente alterna al parametro establecido para disminuir la frecuencia y nivel de la tension de corriente alterna suministrada al parque eolico.
El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que el ajuste de la tension de corriente alterna suministrada al parque eolico al parametro establecido comprende:
ajustar la frecuencia de la tension de corriente alterna al parametro establecido dependiendo del resultado de la comparacion,
ajustar un nivel de la tension de corriente alterna en base a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada, y
ajustar una fase de la tension de corriente alterna en base a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada.
8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el ajuste de la tension de corriente alterna suministrada al parque eolico al parametro establecido comprende ajustar un nivel de la tension de corriente alterna a un nivel de una tension de corriente alterna correspondiente a la frecuencia de la tension de corriente alterna ajustada de acuerdo con una tecnica de control V/f constante.
5
ES15159003.1T 2014-03-17 2015-03-13 Dispositivo de control para convertidor de fuente de tensión y procedimiento operativo del mismo Active ES2644398T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140030951A KR101819267B1 (ko) 2014-03-17 2014-03-17 전압형 컨버터의 제어 장치 및 그 동작 방법
KR20140030951 2014-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2644398T3 true ES2644398T3 (es) 2017-11-28

Family

ID=52684078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15159003.1T Active ES2644398T3 (es) 2014-03-17 2015-03-13 Dispositivo de control para convertidor de fuente de tensión y procedimiento operativo del mismo

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10030632B2 (es)
EP (1) EP2922170B1 (es)
JP (1) JP6054996B2 (es)
KR (1) KR101819267B1 (es)
CN (1) CN104935000A (es)
ES (1) ES2644398T3 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569622B1 (ko) * 2014-05-14 2015-11-16 엘에스산전 주식회사 컨버터 및 그 동작 방법
US10126721B2 (en) * 2015-02-18 2018-11-13 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for activation and de-activation of power conditioners in distributed resource island systems using low voltage AC
DE102016105662A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-05 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mit einem Windpark sowie Windpark
CN105870909B (zh) * 2016-03-30 2017-10-13 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流电网电压控制的方法
CN108923412B (zh) * 2018-08-27 2022-05-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 多直流异步送端电网的频率稳定控制方法及装置
CN109861284B (zh) * 2019-02-28 2019-12-24 华北电力大学 一种新能源微电网的线路阻抗矫正装置
CN113156356B (zh) * 2021-05-17 2022-03-29 河北大学 一种电压源远程校准系统及校准方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02114829A (ja) 1988-10-24 1990-04-26 Mitsubishi Electric Corp フライホイール蓄電装置の制御回路
JP4524855B2 (ja) 2000-05-22 2010-08-18 株式会社安川電機 Ｐｗｍ制御インバータ
JP4231683B2 (ja) 2002-12-11 2009-03-04 株式会社日立産機システム 発電装置及び発電方法
JP4359760B2 (ja) 2003-10-31 2009-11-04 国産電機株式会社 磁石発電機を備えた発電装置
US7554302B2 (en) * 2005-09-16 2009-06-30 Satcon Technology Corporation Slip-controlled, wound-rotor induction machine for wind turbine and other applications
EP2036181B2 (en) 2006-06-30 2017-03-15 ABB Schweiz AG Hvdc system and method to control a voltage source converter in a hvdc system
CN101600886B (zh) * 2007-01-15 2013-07-17 维斯塔斯风力系统有限公司 用于风电场监视和控制的系统和方法
EP2140534B1 (en) 2007-04-27 2018-07-18 ABB Schweiz AG Method and system to influence the power generation of an adjustable speed generator
WO2008137836A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-13 The University Of Alabama Converter control of variable-speed wind turbines
JP2008306776A (ja) 2007-06-05 2008-12-18 Hitachi Ltd 風力発電システムおよびその制御方法
US8796884B2 (en) * 2008-12-20 2014-08-05 Solarbridge Technologies, Inc. Energy conversion systems with power control
JP4719760B2 (ja) 2008-03-25 2011-07-06 株式会社日立製作所 分散型電源群の制御方法及びシステム
CN101610002A (zh) 2008-06-16 2009-12-23 上海申瑞电力科技股份有限公司 一种用于监测变电站数字通道的装置
US20100157632A1 (en) * 2008-12-20 2010-06-24 Azuray Technologies, Inc. Energy Conversion Systems With Power Control
WO2010088545A2 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods and apparatus for design and control of multi-port power electronic interface for renewable energy sources
US8013461B2 (en) 2010-06-22 2011-09-06 General Electric Company Power conversion system and method for a rotary power generation system
US8489247B1 (en) * 2011-03-18 2013-07-16 Rockwell Collins, Inc. Agent-based chaotic control of wind turbines
DK2528184T3 (da) 2011-05-25 2014-10-20 Siemens Ag Fremgangsmåde og indretning til styring af en jævnstrømstransmissionsforbindelse
CN102296774A (zh) 2011-06-15 2011-12-28 广州广洋富格丽环保地板有限公司 艺术装饰墙板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104935000A (zh) 2015-09-23
EP2922170A1 (en) 2015-09-23
EP2922170B1 (en) 2017-07-26
KR101819267B1 (ko) 2018-01-16
KR20150108136A (ko) 2015-09-25
JP2015177736A (ja) 2015-10-05
US20150260161A1 (en) 2015-09-17
JP6054996B2 (ja) 2016-12-27
US10030632B2 (en) 2018-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2644398T3 (es) Dispositivo de control para convertidor de fuente de tensión y procedimiento operativo del mismo
ES2773741T3 (es) Sistema de conversión de energía y procedimiento para sistema de generación de energía giratorio
ES2392032T3 (es) Convertidor solar en dos etapas con control de la tensión de bus de c.c.
ES2811625T3 (es) Sistema y método de conversión de energía
ES2947567T3 (es) Sistema de generación de energía de aerogenerador
ES2865032T3 (es) Control de conversión de potencia con almacenamiento de energía
EP2553788B1 (en) Method of operating a wind turbine, wind turbine, wind turbine controlling system, and processing system
ES2595374T3 (es) Método para controlar un convertidor de potencia en un generador de turbina eólica
ES2593005T3 (es) Soporte de potencia reactiva continuo para generadores de turbinas eólicas
JP6159324B2 (ja) 水力発電タービンを制御する方法及びシステム
ES2632780T3 (es) Procedimiento de regulación para convertidores de conmutación automática, para regular el intercambio de potencia
CN105098825B (zh) 换流器及其操作方法
ES2820580T3 (es) Control de funcionamiento por encima de capacidad nominal de una turbina eólica
ES2811902T3 (es) Dispositivo de control de sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje
CN102159830B (zh) 风力发电场功率调节
ES2859732T3 (es) Inversores eólicos-solares híbridos
US20170331295A1 (en) Wind-turbine converter control for modular string converters
ES2947415T3 (es) Método de control de un generador de turbina eólica
EP3479454B1 (en) Multiple power topologies from single power generator
ES2833442T3 (es) Inversor
CN106130055A (zh) 高压直流输电系统的变功率控制系统及其方法
CN103227478B (zh) 一种防孤岛检测实验负载装置控制算法
WO2017082867A1 (en) Method and system for power grid voltage regulation by distributed energy resources
KR101630511B1 (ko) 컨버터 제어 장치 및 그 동작 방법
CN106374503B (zh) 电压跌落、电气设备并网处理方法、装置及系统