ES2672921T3 - Inversor de potencia, especialmente como parte de un compuesto de generación de energía, y método - Google Patents

Abstract

Inversor de potencia (10) para convertir potencia-DC de un generador (11) en potencia-AC conforme a la red, que comprende una unidad de escáner (14) para el seguimiento de al menos una parte de una curva característica (20) del generador (11) para determinar un valor de la potencia-MPP (PMPP), caracterizado por que - el inversor de potencia (10) está instalado para activar, en el caso de una regulación a una potencia de regulación (Pred), un seguimiento de la curva característica (20) bajo la preparación de un primer perfil de potencia (24', 25',108), que se desvía de la potencia de regulación (Pred), sólo cuando en el inversor de potencia (10) se aplica una señal de liberación (15), y para iniciar un inicio y un final del seguimiento a través de la emisión de una señal inicial (16) o bien de una señal final, y - el inversor de potencia (10) está instalado para preparar, a la recepción de una señal inicial (116), un segundo perfil de potencia (118) como potencia-AC, de manera que el primer perfil de potencia (24', 25',108) presenta una desviación de la potencia de regulación (Pred) con un signo, que es opuesto a un signo de una desviación del segundo perfil de potencia (118) respecto de la potencia de regulación (Pred). - para compensar una desviación de potencia de una potencia de regulación predeterminada (Pred) durante la determinación del MPP.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

DESCRIPCION

Inversor de potencia, especialmente como parte de un compuesto de generación de energía, y método

La invención se refiere a un inversor de potencia para la conversión de potencia-DC de un generador en potencia- AC conforme a la red, a un compuesto generador de energía con una pluralidad de inversores de potencia, así como a un procedimiento para la conversión de potencia-DC de un generador en potencia-AC conforme a la red.

Desde que las instalaciones de generación de energía renovable contribuyen en gran medida al volumen de energía de la red de corriente pública, existe el deseo de limitar, en caso necesario, la extensión de la alimentación de energía a través de estas instalaciones, para estabilizar la red de corriente, por ejemplo, en el caso de toma reducida de potencia a través de los consumidores conectados o bien mantener una reserva de potencia que se puede recuperar en poco tiempo. Una posibilidad para la limitación de la alimentación, es decir, para la regulación, consiste en controlar la instalación de tal forma que alimenta un porcentaje predeterminado de la potencia disponible en el punto de trabajo óptimo MPP (Maximum Power Point = Punto Máximo de Potencia) a la red de corriente conectada, otra posibilidad consiste en la reducción en un importe fijo, por ejemplo un porcentaje predeterminado de la potencia nominal. Para cumplir óptimamente esta previsión es necesario conocer la potencia máxima posible de un generador de la instalación. Puesto que esta potencia se puede modificar fuertemente, por ejemplo, en virtud de una radiación variable en generadores fotovoltaicos en el curso del tiempo, es necesario determinar regularmente de nuevo el valor de potencia-MPP actual. A tal fin es necesario seguir una curva característica del generador sobre una zona suficiente, que contiene el MPP o permite a través de extrapolación una estimación sobre la posición del MPP. Para analizar la curva característica del generador en esta zona puede ser necesario permitir que se desvíe la potencia alimentada de la instalación, en parte, claramente de la potencia de regulación. La publicación DE102012217455 presenta un procedimiento de regulación para una instalación fotovoltaica en función de un valor teórico predeterminado, de manera que se registra la radiación actual y se limita una variable de ajuste del regulador a la potencia máxima dependiente de la radiación.

La publicación DE102010038941A1 publica un compuesto de varios inversores de potencia, que son accionados a través de un control común, de tal manera que uno de los inversores de potencia es accionado en el MPP, mientras que los otros inversores de potencia adaptan su potencia de tal forma que toda la potencia del compuesto corresponde a un valor predeterminado. Esta solución requiere un gasto de comunicación alto entre los inversores de potencia implicados y el control común. Además, no siempre es posible, especialmente en el caso de una regulación a una potencia de regulación muy reducida, accionar una instalación del compuesto de forma duradera en el MPP.

En este contexto, la publicación EP 2276137 indica que una comunicación entre inversores de potencia modulares es costosa en instalaciones fotovoltaicas a través de señales de control de ondulación.

Por lo tanto, el cometido de esta invención es preparar un inversor de potencia, que está en condiciones de compensar dentro de un compuesto generador de energía una desviación de la potencia desde una potencia de regulación predeterminada durante la determinación de un MPP. de manera que dentro del compuesto generador de energía existe una comunicación mínima y robusta entre los inversores de potencia implicados. Además, un cometido de esta invención es preparar un procedimiento, para posibilitar una preparación compensadora de la potencia de un inversor de potencia con comunicación mínima y robusta.

Este cometido se soluciona por medio de un inversor de potencia según la reivindicación 1, por medio de un compuesto generador de energía según la reivindicación 7 así como un procedimiento según la reivindicación 13. Las formas de realización ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

Un inversor de potencia según la invención para la conversión de potencia-DC de un generador en potencia-AC conforme con la red comprende una unidad de escáner para el seguimiento de al menos una parte de una curva característica del generador para determinar un valor de potencia-MPP Pmpp. En el caso de una regulación a una potencia de regulación Pred, el inversor de potencia sólo activa un seguimiento de la curva característica bajo la preparación de un primer perfil de potencia, que se desvía de la potencia de regulación Pred, cuando se aplica una señal de liberación en el inversor de potencia. El seguimiento de la curva característica es mostrado por el inversor de potencia a través de la emisión de una señal inicial o bien de una señal final. Además, el inversor de potencia está instalado para preparar, a la recepción de una señal inicial, por ejemplo desde otro inversor de potencia de un compuesto generador de energía, un segundo perfil de potencia como potencia-AC, presentando el primer perfil de potencia una desviación de la potencia de regulación Pred con un signo, que es opuesto a un signo de una desviación del segundo perfil de potencia respecto de la potencia de desviación Pred. En particular, el primer perfil de potencia presenta una desviación con signo positivo, es decir, que el primer perfil de potencia comprende valores de potencia elevados frente a la potencia de regulación. A través del signo opuesto del segundo perfil de potencia se consigue que en un compuesto generador de energía, en el que un segundo inversor de potencia según la invención genera la señal inicial mencionada anteriormente, cuyo primer perfil de potencia se desvía de la potencia de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

regulación, esta desviación se compensa al menos parcialmente a través del segundo perfil de potencia. Pero a la compensación de esta desviación pueden contribuir también otros inversores de potencia según la invención del compuesto generador de energía con su segundo perfil de potencia. Toda la potencia generada por el compuesto generador de energía presenta durante el seguimiento de una curva característica a través de uno de los inversores de potencia en virtud de la compensación a través del segundo perfil de potencia del o de los otros inversores de potencia una desviación de la potencia total de regulación, que es menor que la desviación del primer perfil de potencia del inversor de potencia que sigue su curva característica respecto de su potencia de regulación.

Por el concepto de perfil de potencia se entiende una curva de tiempo de la potencia alimentada, que resulta a través de un seguimiento selectivo de la curva característica del generador, independientemente de las previsiones de parámetros a través de las cuales se controle este seguimiento. El seguimiento se puede realizar, por ejemplo, a través de una previsión en función del tiempo de la tensión del generador, de la corriente del generador o de la potencia del generador.

En una forma de realización, el inversor de potencia que sigue su curva característica de generador acondiciona a continuación un valor de la potencia-MPP actual Pmpp a través de una interfaz de comunicación. Este valor se puede transmitir sobre otros inversores de potencia del compuesto generador de energía y se puede utilizar allí para modificar una estimación, que sirve de base para la potencia de regulación, sobre el valor de potencia-MPP actual de este otro inversor de potencia. De esta manera es posible tener en cuenta modificaciones en las condiciones exteriores de la generación de energía a través del generador, por ejemplo modificaciones de la radiación, sin que haya que realizar un nuevo seguimiento de la curva característica a través de cada inversor de potencia. Esto puede reducir considerablemente el número de los procesos de escaneo necesarios, por ejemplo cuando la potencia de regulación se puede seleccionar como un porcentaje predeterminado del valor de la potencia-MPP o como un valor de la potencia-MPP reducido en un porcentaje de la potencia nominal y debe realizarse una adaptación de la potencia de regulación a corto intervalo de tiempo de modificaciones del valor de potencia-MPP.

En particular, cuando los inversores de potencia individuales del compuesto generador de energía están emplazados muy alejados entre sí, la señal de liberación, la señal inicial y/o la señal final se pueden transmitir a través de una conexión de Internet. Alternativamente, también pueden encontrar aplicación una línea común o líneas separadas para la transmisión de estas señales o bien una transmisión inalámbrica.

Un compuesto generador de energía según la invención comprende dos o más inversores de potencia, que están conectados entre sí para el intercambio de la señal de liberación, de la señal inicial y de la señal final. Opcionalmente está prevista una instalación de control, que está conectada con los inversores de potencia del compuesto generador de energía y que genera la señal de liberación. En este caso, la señal de liberación se puede emitir selectivamente a algunos o a un grupo parcial de los inversores de potencia del compuesto o puede ser válida sólo para éstos. Pero en lugar de una instalación de control autónoma, también uno de los inversores de potencia puede asumir esta función o la función puede ser distribuida sobre un grupo o sobre todos los inversores de potencia.

La instalación de control o bien los inversores de potencia implicados en la generación de la señal de liberación determinan la secuencia y la frecuencia del proceso de escaneo dentro del compuesto generador de energía. La activación alterna del seguimiento de la curva característica se puede controlar en este caso a través de un icono. El icono se transfiere desde el inversor de potencia, que realiza actualmente un proceso de escaneo, al término a otro inversor de potencia, que obtiene de esta manera la libertad para realizar, por su parte, un proceso de escaneo, pudiendo transferir el inversor de potencia receptor el icono también sin utilizarlo.

En otra forma de realización de la invención, al menos uno de los inversores de potencia está conectado con un generador con alineación regulable y acondiciona el primer perfil de potencia durante un proceso de escaneo en lugar de una modificación de la tensión del generador a través de la modificación de la alineación del generador.

El procedimiento según la invención para la conversión de potencia-DC de un generador en potencia-AC conforme a la red a través de un inversor de potencia con una unidad de escaneo para el seguimiento de al menos una parte de una curva característica del generador sirve para la determinación de un valor de la potencia-MPP, cuando el inversor de potencia se encuentra en un estado regulado a una potencia de regulación. El procedimiento comprende el seguimiento de la curva característica acondicionando un primer perfil de potencia, que se desvía de la potencia de regulación, en el supuesto de que se aplique una señal de liberación en el inversor de potencia. Al comienzo del seguimiento se emite una señal inicial y al final del seguimiento de la curva característica se emite una señal final. En el caso de una recepción de una señal inicial, por ejemplo de la señal inicial generada por otro inversor de potencia de un compuesto generador de energía, el inversor de potencia acondiciona un segundo perfil de potencia como potencia-AC, presentando el primer perfil de potencia una desviación de la potencia de regulación con un signo, que es opuesto a un signo de una desviación del segundo perfil de potencia respecto de la potencia de regulación.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

En una variación del procedimiento según la invención, se realiza el procedimiento en común sobre un primero y un segundo inversores de potencia. El seguimiento de la primera curva característica se realiza en este caso a través de un incremento progresivo de una previsión de valor teórico para el primer inversor de potencia, en el que paralelamente el seguimiento de la segunda curva característica se realiza a través de reducción progresiva, que compensa el incremento, de una previsión del valor de referencia para el segundo inversor de potencia. El incremento de la previsión del valor de referencia se prosigue hasta que el primer inversor de potencia no puede seguir ya la previsión del valor de referencia. La previsión máxima alcanzada del valor de referencia puede determinar el valor de potencia-MPP para el primer inversor de potencia.

A continuación, para determinar el valor de potencia-MPP del segundo inversor de potencia se puede realizar un seguimiento de la primera curva característica a través de incremento progresivo de una previsión del valor de referencia para el segundo inversor de potencia y un seguimiento de la segunda curva característica a través de la reducción progresiva de la previsión del valor de referencia, que compensa el incremento de la previsión del valor teórico del segundo inversor de potencia, para el primer inversor de potencia. En este caso, la previsión máxima alcanzable del valor de referencia determina el valor de la potencia-MPP para el segundo inversor de potencia.

Las diferentes previsiones del valor de referencia pueden generarse y transmitirse a través de una unidad de control o a través de uno de los dos inversores de potencia así como la señal inicial y la señal final pueden estar configuradas como señales autónomas o se pueden transmitir implícitamente a través de las diferentes previsiones del valor de referencia. Por ejemplo, la primera previsión del valor de referencia transmitida se puede interpretar como señal inicial o bien como señal de liberación, u una previsión del valor de referencia atribuible a la potencia de regulación como señal final.

El inversor de potencia puede formarse por un grupo de inversores de potencia con una pluralidad de inversores de potencia individuales, siendo realizado el seguimiento de la curva característica por que los inversores de potencia individuales del grupo siguen sucesivamente de manera solapada en el tiempo una curva característica individual asociada a los inversores de potencia individuales. El segundo perfil de potencia se puede distribuir en esta forma de realización de manera discrecional entre los inversores de potencia individuales para la preparación.

A continuación se representa la invención con la ayuda de figuras, en las que:

La figura 1 muestra una forma de realización de un inversor de potencia según la invención.

La figura 2 muestra un diagrama de una curva característica de un generador con vías de seguimiento, así como un diagrama con perfiles de potencia.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento según la invención.

La figura 4 muestra un compuesto generador de energía según la invención con perfiles de potencia ejemplares así como

La figura 5 muestra perfiles de potencia de otra forma de realización según la invención.

La figura 1 muestra un inversor de potencia 10 según la invención para la conversión de po0tencia-DC de un generador 11 conectado, en particular de un generador fotovoltaico, en potencia-AC, que se transmite a una red 12 conectada, que puede ser, por ejemplo, una red monofásica o una red polifásica, especialmente trifásica. Para la conversión de potencia se emplea un puente rectificador de potencia 13, que es controlable a través de una unidad de escáner 14, de tal forma que se puede ajustar una potencia convertida a través del puente inversor de potencia

13 con la ayuda de la unidad de escáner 14.

La unidad de escáner 14 está instalada para recibir señales, que son transmitidas a través de un bus 17. A través de una primera línea, la unidad de escáner 14 puede recibir una señal de liberación 15 y a través de una segunda línea, la unidad de escáner 14 puede enviar o bien una señal inicial 16. A través de la segunda línea, la unidad de escáner

14 puede enviar o también recibir adicionalmente una señal final, siendo concebible igualmente que la señal final se transmita a través de una línea separada. También la primera línea y la segunda línea pueden ser líneas separadas o una línea común, especialmente una conexión de comunicación. Por ejemplo, es concebible que el bus 17 comprenda Internet y las señales se transmitan con la ayuda de una conexión de Internet. En el bus 17 pueden estar conectados también otros inversores de potencia o también puede estar conectada una unidad de control no mostrada, para transmitir señales de liberación, señales iniciales o bien señales finales entre inversores de potencia o bien entre un inversor de potencia y la unidad de control.

La unidad de escáner 14 sirve para la activación y control de un seguimiento de una curva característica del generador 11, para determinar su valor de potencia-MPP Pmpp, es decir, para determinar qué potencia máxima está en condiciones del generador 11 de proporcionar en un instante dado. Esto es especialmente importante en un

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

estado regulado del inversor de potencia 10 para determinar la potencia de regulación en este estado, cuando hay que establecer la regulación en función de la potencia máxima posible. En un inversor de potencia 10 según la invención, la unidad de escáner 14 está instalada para activar tal seguimiento de la curva característica sólo cuando la señal de liberación 15 se apoya en la unidad de escáner. El comienzo del seguimiento de la curva característica se indica a través de una señal inicial16, mientras que el final del seguimiento de la curva característica se identifica a través de una señal final. En el periodo de tiempo durante el seguimiento de la curva característica, es decir, entre la señal inicial 16 y la señal final, la instalación de control asegura que no se transmite ninguna señal de liberación 15 a través del bus 17 o bien se apoya en el inversor de potencia 10. Alternativamente, el inversor de potencia 10 está instalado para interpretar este periodo de tiempo como un periodo de tiempo, en el que no se aplica la señal de liberación 15, de manera que, en general, sólo es relevante el caso en el que la señal inicial y la señal final son emitidas por otro inversor de potencia conectado en el bus 17. De esta manera se asegura que, respectivamente, sólo uno de los inversores de potencia, conectados entre sí a través del bus 17, de un compuesto de inversores de potencia realiza en un instante dado el seguimiento de la curva característica.

La figura 2 muestra como primer diagrama sobre el lado izquierdo una curva característica 20 de un generador 11, en el que sobre el eje-Y se representa la potencia y sobre el eje-X se representa la tensión del generador. Sobre el lado derecho de la figura 2, un segundo diagrama muestra dos ejemplos de perfiles de potencia 24', 25' que aparecen durante el seguimiento de la curva característica 20 delo inversor de potencia 10, estando representado sobre el eje-X el tiempo y sobre el eje-Y la potencia. Las vías de seguimiento 24, 25 correspondientes de la curva característica 20 se ilustran en el primer diagrama.

En una primera variante del seguimiento de la curva característica 20, que corresponde al perfil de potencia 24', el inversor de potencia 10 se encuentra en primer lugar en un estado regulado en el punto de funcionamiento 21 y cede una potencia de regulación Pred a la red 12. Comenzando en un instante inicial ts se eleva la potencia cedida por el inversor de potencia 10 con una tasa de elevación lineal, con lo que se desplaza el punto de funcionamiento del generador 11 a tensiones crecientes. Cuando el valor de la potencia-MPP Pmpp se alcanza en el MPP 23, el generador no puede proporcionar ya la potencia requerida. En este instante tp se lleva el generador en el punto de funcionamiento 22 de nuevo a un estado regulado y se reduce la potencia alimentada a la red a la potencia de regulación Pred, así como se envía la señal final. En el caso de que el valor de la potencia-MPP Pmpp calculado se desvíe de un valor de la potencia-MPP predeterminado, se puede adaptar de manera correspondiente la potencia de regulación Pred al término del seguimiento de la curva característica 20.

En una segunda variante del seguimiento de la curva característica 20 según el perfil de potencia 25', el inversor de potencia 10 se encuentra en primer lugar en un estado regulado en el punto de funcionamiento 22 con la potencia de regulación Pred. Aquí en el instante inicial ts, se eleva el perfil de potencia 25' cedido a la red 12 en forma de una rampa hasta que se alcanza MPP 23. En este instante tM se puede enviar una señal media y se reduce la potencia con una rampa hasta que en el punto de funcionamiento 21 se alcanza de nuevo la potencia de regulación Pred. Puesto que también en este caso el MPP 23 se alcanza durante el recorrido de seguimiento 25 asociado, también aquí se conoce el valor de la potencia-MPP Pmpp en el MPP 23 al final del seguimiento y se puede tener en cuenta en la potencia de regulación Pred.

Alternativamente a los dos perfiles de potencia mostrados 24', 25', también son concebibles otros perfiles de potencia, que conducen a una transición del punto de funcionamiento del generador 11 entre los puntos de funcionamiento 21 y 22 o aquéllos que partiendo de uno de los puntos de funcionamiento 21, 22 siguen una parte de la curva característica 20, que es suficiente para poder sacar conclusiones sobre el calor de la potencia-MPP Pmpp presente actualmente en el MPP 23, para terminar en el instante final tE de nuevo en el punto de funcionamiento, en el que se ha iniciado el seguimiento de la curva característica 20. El perfil de potencia puede resultar también a partir de que se sigue un perfil predeterminado de la tensión o de la corriente y, en virtud de la curva característica actual del generador 11 se ajusta un perfil de potencia correspondiente.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo ejemplar para un procedimiento según la invención, en el que el inversor de potencia 10 verifica en primer lugar si se ha recibido una señal inicial 16 desde otro inversor de potencia, que está conectado en el bus 17. Cuando se ha recibido tal señal inicial, el inversor de potencia 10 comienza a preparar, en lugar de una potencia de regulación Pred constante en el tiempo, un segundo perfil de potencia variable en el tiempo. El segundo perfil de potencia se prepara hasta que se ha recibido una señal final a través del bus 17. A continuación, el inversor de potencia 10 retorna a una preparación de una potencia de regulación constante en el tiempo. Alternativamente, el segundo perfil de potencia se puede preparar partiendo con la señal inicial 16 también independientemente de una recepción de una señal final o bien la señal final se puede generar en el transcurso completo del segundo perfil de potencia y se puede transmitir a través del bus 17. En la última variante mencionada se puede interrumpir entonces el seguimiento del primer perfil de potencia a la recepción de una señal final a través del bus 17. Esto comprende una realización, en la que aquel perfil de potencia, que ha sido seguido antes totalmente, conduce a la preparación de la señal final o de esta manera a la interrupción del seguimiento del otro perfil de potencia respectivo.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

En el caso de que no se haya recibido ninguna señal inicial, el inversor de potencia 10 verifica si a través del bus 17 se aplica una señal de liberación 15 y si es necesario un seguimiento de la curva característica. Si éste es el caso, el inversor de potencia 10 envía una señal inicial 16 y comienza a seguir la curva característica 20 preparando un primer perfil de potencia. Al término del seguimiento de la curva características 20, el inversor de potencia 10 envía una señal final y retorna al estado regulado, en el que la potencia de regulación se refiere con preferencia al valor de la potencia-MPP Pmpp, que ha sido determinado de nuevo a través del seguimiento de la curva característica. Opcionalmente, el inversor de potencia 10 proporciona este valor de la potencia-MPP Pmpp actualizado a través de una interfaz de comunicación separada o a través del bue 17 a otros inversores de potencia conectados. Estos inversores de potencia pueden adaptar su valor a la potencia de regulación Pred con la ayuda de este valor actualizado de la potencia-MPP Pmpp, por ejemplo para tener en cuenta modificaciones de la radiación.

En un compuesto generador de potencia 140 según la invención según la figura 4 se ilustra la colaboración de varios inversores de potencia utilizando el procedimiento según la invención en un ejemplo. En la parte izquierda de la figura 4, un primer inversor de potencia 100, un segundo inversor de potencia 110 y un tercer inversor de potencia 120 están conectados entre sí, respectivamente a través de un bus 17. A través del bus se pueden enviar y recibir la señal de liberación 105, 115, 125 o bien la señal inicial 106, 116, 126 entre los inversores de potencia con la ayuda de unidades de escáner 104, 114, 124. Adicionalmente en el bus 17 está conectada una instalación de control 130, que se puede utilizar, por ejemplo, para generar señales de liberación 105, 115, 125 correspondientes con la ayuda de las señales iniciales 106. 116, 126 y las señales finales, de manera que las señales de liberación pueden ser válidas tanto específicamente para el inversor de potencia respectivo como inespecíficamente para todos los inversores de potencia. De manera correspondiente, la instalación de control 130 puede generar tanto una señal de liberación para un inversor de potencia individual, para un grupo de inversores de potencia o para todos los inversores de potencia. De esta manera, la instalación de control 130 puede co-determinar o establecer la secuencia y la frecuencia, con la que los inversores de potencia del compuesto generador de energía 140 siguen sus curvas características respectivas. Pero alternativamente también es concebible que los inversores de potencia determinen entre sí esta secuencia. Esto se puede realizar, por ejemplo, a través de la transmisión de un icono entre los inversores de potencia. Pero la secuencia puede resultar también sin una coordinación entre los inversores de potencia porque cada inversor de potencia determina por sí mismo el instante en el que sigue su curva característica, si existe una señal de liberación. Por lo tanto, la instalación de control 130 puede faltar también dentro del compuesto generador de energía 140.

Cada uno de los inversores de potencia 100, 110, 120 convierte una potencia-DC de un generador 100, 111, 121 conectado, respectivamente, con puente inversor de potencia 103, 112, 123 asociado al inversor de potencia en una potencia-AC y la alimenta a una red 12 conectada. La potencia a convertir se puede controlar a través de la unidad de escáner 104, 114, 124 respectiva del inversor de potencia en función de las señales recibidas.

Una curva de la potencia ejemplar, que resulta a partir del ciclo del procedimiento según la invención, se representa en la parte derecha de la figura 4 en forma de tres diagramas, que están asociados, respectivamente, a uno de los tres inversores de potencia 100, 110, 120 y en los que sobre el eje-X se representa el tiempo y sobre el eje-Y se representa la potencia. El diagrama superior derecho está asociado en este caso al inversor de potencia 100, el diagrama derecho central está asociado al inversor de potencia 110 y el diagrama inferior derecho está asociado al inversor de potencia 120. En una fase I, todos los inversores de potencia se encuentran en el estado regulado y acondicionan, respectivamente, una potencia de regulación Pred. En un instante de liberación tF, al menos en el primer inversor de potencia 100, en el que se inicia la fase II, se aplica una señal de liberación. En un instante inicial tS, en el que comienza la fase II, el primer inversor de potencia 100 emite una señal inicial 106 y comienza a seguir su curva característica de generador preparando un primer perfil de potencia 108. En el caso mostrado, el primer perfil de potencia 108 comprende una potencia de conversión lineal creciente del primer inversor de potencia 100. La segunda fase II termina en un instante final tp, en el que el inversor de potencia 100 emite una señal final y retorna a un estado regulado, en el que el inversor de potencia 100 acondiciona en la fase III siguiente una potencia regulada modificada, que tiene en cuenta el valor de la potencia-MPP Pmpp actual determinado durante el seguimiento de la curva característica.

En el diagrama derecho central se muestra el perfil de potencia 118 del segundo inversor de potencia 110. En el instante inicial ts, el segundo inversor de potencia 110 recibe la señal inicial del primer inversor de potencia 100 y acondiciona un segundo perfil de potencia 118 en su salida. En el ejemplo mostrado, la potencia del inversor se reduce linealmente con el tiempo. En el instante tE, el segundo inversor de potencia 110 recibe la señal final del primer inversor de potencia 100 y retorna a un estado regulado, en el que la potencia de regulación Pred se adapta en función de un vapor de la potencia-MPPs actual acondicionado por el primer inversor de potencia 100. En el ejemplo mostrado, el segundo perfil de potencia 118 del segundo inversor de potencia 110 compensa la desviación del primer perfil de potencia 108 del primer inversor de potencia 100 respecto de la potencia de regulación Pred respectiva, de manera que la suma de las cesiones de potencia de ambos inversores de potencia corresponde esencialmente o exactamente a la suma de las potencias de regulación Pred antes del instante inicial ts. De esta manera se evita que el seguimiento de la curva característica para la determinación de un valor de la potencia-MPP Pmpp actual conduzca a una desviación de la cesión de la potencia acumulativa del compuesto generador de energía

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

140 respecto de las previsiones de la regulación.

Con referencia a la figura 2, en la que se describe un seguimiento de la curva característica con un perfil de la potencia, en el que se emite una señal media durante el cambio entre una rampa de potencia creciente y una rampa de potencia decreciente, en una forma de realización alternativa no mostrada de manera correspondiente el segundo perfil de la potencia del inversor de potencia 110 compensador puede presentar una rampa de potencia en primer lugar decreciente y luego una rampa de potencia creciente, en el que el cambio entre las rampas de potencia se realiza a la recepción de la señal media.

En el diagrama inferior derecho se representa el perfil de la potencia del tercer inversor de potencia 120. En el instante tS, el tercer inversor de potencia 120 no abandona su estado regulado, de manera que su perfil de potencia 128 mantiene el valor temporal constante de su potencia regulada Pred. El tercer inversor de potencia 120 no participa, por lo tanto, en este ejemplo en la compensación de una desviación de la potencia de uno de los inversores de potencia del compuesto generador de energía 140 durante el seguimiento de una curva característica. En el instante final tE también el tercer inversor de potencia 120 adapta su potencia de regulación Pred en función del valor de la potencia-MPP transmitido desde el inversor de potencia 100.

En otra forma de realización, la desviación de la potencia de uno de los inversores de potencia del compuesto generador de energía 140 durante el seguimiento de su línea característica se puede compensar en común por varios, en particular por todos los restantes inversores de potencia del compuesto generador de energía 140. El importe para la compensación de la desviación de la potencia puede ser distribuidos igual entre los inversores de potencia implicados o puede distribuirse de manera ponderada adecuada. En el marco de una configuración ventajosa se puede realizar una asociación fija entre inversores de potencia, en la que se establece qué inversor de potencia o que grupo parcial de inversores de potencia compensa la potencia de desviación de otro inversor de potencia del compuesto. Esto se puede realizar fácilmente añadiendo a la señal inicial emitida una identificación del inversor de potencia emisor, de manera que el inversor receptor sólo acondiciona su segundo perfil de potencia cuando éste está asociado al inversor de potencia emisor para la compensación.

Para conseguir una compensación lo más completa posible de la desviación de la potencia, es ventajoso que el primer perfil de la potencia durante el seguimiento de la curva característica esté predeterminado lo mejor posible y no se determine o sólo poco por el desarrollo de la curva característica. Idealmente, el desarrollo del primer perfil de potencia no depende del desarrollo de la curva característica, sino que el desarrollo de la curva característica determina solamente la duración de tiempo entre el instante inicial tS y el instante final tE del seguimiento de la curva característica. De esta manera, no es necesario comunicar una medida de una desviación de la potencia del inversor de potencia que sigue la curva característica entre inversores de potencia del compuesto generador de energía, para conseguir una compensación suficiente o incluso completa de esta desviación de la potencia. Puesto que en los casos, en los que en lugar de un primer perfil predeterminado de la potencia se predetermina un perfil de la tensión o de la corriente por el inversor de potencia 100, a partir de los cuales resulta el primer perfil de la potencia en función de la curva característica del generador, en general se puede conseguir sólo una compensación parcial de la potencia, se prescinde aquí en favor de un seguimiento realizable sencillo de la curva característica, de una posibilidad de compensación completa.

En otra forma de realización, el seguimiento de la curva característica del generador dentro de un grupo de inversores de potencia se realiza con una pluralidad de inversores de potencia individuales del compuesto generador de energía 140 de manera coordinada, de tal forma que los inversores de potencia individuales realizan de manera sucesiva, peso solapada en el tiempo el seguimiento de la curva característica. En este caso, se puede seleccionar una demora de tiempo constante, o se intercambian señales, por ejemplo la señal media descrita anteriormente, para la coordinación de los procesos de seguimiento individuales. Por ejemplo, los inversores de potencia 100 y 110 de la figura 4 forman como inversores de potencia individuales un grupo 150. En la figura 5 se muestran perfiles de potencia ejemplares del compuesto generador de energía 140 cuando se ejerce esta forma de realización, de manera que el diagrama superior muestra los primeros perfiles de potencia 108', 118' del grupo 150 de los inversores de potencia 100, 110 como inversores de potencia individuales. El diagrama inferior muestra entonces el segundo perfil de potencia 128' del inversor de potencia 120, que compensa el perfil de potencia combinado 158 del grupo 150 como suma de los primeros perfiles de potencia 108', 118'. En el instante inicial tS, en primer lugar el inversor de potencia 100 comienza a seguir a través de una rampa de potencia creciente su curva característica en la dirección de su MPP y se genera una señal inicial 106. Cuando se alcanza MPP en el instante t-i, el inversor de potencia 100 reduce por medio de una rampa de potencia decreciente su cesión de potencia hasta que se alcanza de nuevo la potencia de regulación Pred y el inversor de potencia 100 cambia al estado regulado. Al mismo tiempo, en el instante t1, el inversor de potencia 110 comienza a elevar su potencia sobre una rampa hasta que alcanza en el instante t2 su MPP y cambia a una rampa de potencia decreciente. En el instante tE, el inversor de potencia 110 genera de nuevo el estado regulado y se genera una señal final. De esta manera, el grupo 150 se comporta de manera comparable a un inversor de potencia individual según la invención a través de la cesión de un primer perfil de potencia 158 combinado entre una señal inicial y una señal final. La desviación del perfil de potencia 158 combinado respecto de la potencia de regulación Pred del grupo 150 se compensa a través del inversor de potencia 120 por medio de la adición de un segundo perfil de potencia 128' entre los instantes de la señal inicial y de la señal

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

final, de manera que el inversor de potencia 120 puede reaccionar, dado el caso, a señales medias en los instantes ti, t2 a través de la adaptación de la curva del perfil.

La señal inicial y la señal final se pueden generar, en principio, por inversores de potencia individuales discrecionales del grupo 150, siendo generadas la señal inicial y la señal final por los mismos o por diferentes inversores de potencia. Con preferencia, envía la señal inicial aquel inversor de potencia individual que sigue primero su curva característica, y envía la señal final aquel inversor de potencia individual que sigue el último su curva característica. Los instantes intermedios t1, t2 se pueden adaptar a través de intercambio de señales de medición o los inversores de potencia individuales se determinan en estos instantes a través de duraciones de tiempo predeterminada con relación a la señal inicial. Además, el comienzo del seguimiento de la curva característica de un inversor de potencia individual se puede seleccionar independientemente del instante de la consecución de un MPP a través de otro inversor de potencia individual.

En otra forma de realización ventajosa del procedimiento según la invención, se realiza el seguimiento de la curva características o bien la preparación de un perfil de potencia por que la unidad de control 130 o uno de los inversores de potencia de un compuesto generador de energía emiten sucesivamente una pluralidad de valores de referencia de la cesión de potencia a un primer inversor de potencia. El primer inversor de potencia respectivo trata de preparar una potencia que corresponde al valor teórico y retorna el resultado a la unidad emisora. El resultado puede transmitirse, por ejemplo, en forma de un valor de potencia alcanzado o en forma de una señal lógica, que señaliza el alcance total del valor de referencia. Cuando se alcanza el valor de referencia, se puede elevar paso a paso el valor de referencia emitido siguiente hasta que el inversor de potencia señaliza que no puede alcanzar el valor de referencia. El último valor de referencia alcanzado se puede considerar entonces como valor de la potencia- MPP Pmpp. Para compensar toda la potencia del compuesto generador de energía se emite en común con la emisión de un valor de referencia que excede la potencia de regulación al primer inversor de potencia un segundo valor de referencia al segundo inversor de potencia (o una pluralidad de valores de referencia a varios inversores de potencia), que está reducido frente a la potencia de regulación, de manera que la potencia total del compuesto generador de energía permanece constante o casi constante.

Después de alcanzar el valor de la potencia-MPP Pmpp, se puede retornar el inversor de potencia a través de la previsión de nuevos valores de referencia paso a paso a la potencia de regulación, de manera que no se excluye el retorno a la potencia de regulación con una única etapa. La previsión de potencia compensadora en el segundo inversor de potencia o el grupo correspondiente de inversores de potencia se realiza en paralelo para garantizar también durante el retorno a la potencia de regulación una potencia total constante. A continuación se puede iniciar de la misma manera un seguimiento de la curva característica de otro inversor de potencia. El procedimiento configurado de esta manera tiene, en efecto, como consecuencia un gasto de comunicación elevado frente a algunos de los procedimientos descritos anteriormente, pero permite muy bien conseguir una compensación completa de la desviación del compuesto generador de energía respecto de la potencia de regulación.

En una variación del procedimiento descrito anteriormente, se puede prescindir de un reconocimiento del resultado sobre la consecución de la previsión del valor teórico, supervisando la potencia total. Si la previsión del valor de referencia excede la potencia alcanzable máxima del primer inversor de potencia, esto conduce a una caída de la potencia total, que corresponde a la medida del exceso. El valor de referencia se eleva en esta variación del procedimiento hasta que la caída de la potencia total excede un valor umbral. El valor de la potencia-MPP Pmpp corresponde entonces a la última previsión del valor de referencia sin caída de la potencia total.

En la figura 6 se representan las curvas temporales de la potencia 200, 210 del primero y del segundo inversor de potencia así como la curva de la potencia 220 de la potencia total como resultado del procedimiento descrito anteriormente. A través de modificaciones de previsiones del valor teórico se incrementa la potencia 200 paso a peso del primer inversor de potencia hasta que éste no puede seguir ya en el instante t1 la previsión del valor teórico. Al mismo tiempo se reduce la potencia del segundo inversor de potencia 210 paso a paso en etapas de compensación, de manera que la potencia total 220 permanece constante. Como consecuencia resulta después del instante t1 una reducción de la potencia total 220 hasta que ésta cae por debajo de un valor límite 230 predeterminado. A continuación la potencia de ambos inversores de potencia retorna a la potencia de regulación original. Si se ha calculado un valor de la potencia-MPP Pmpp modificado, se puede retornar la potencia de ambos inversores de potencia alternativamente a una potencia de regulación modificada correspondiente.

En este lugar hay que indicar que el seguimiento demorado de las curvas características dentro del grupo 150 conduce ya a una reducción de la desviación de la potencia máxima del perfil de potencia combinado del grupo respecto de la potencia de regulación común del grupo frente al caso del seguimiento simultáneo de las curvas características a través de todos o varios inversores de potencia del grupo.

Lista de signos de referencia

10 Inversor de potencia

5

10

15

20

25

11

Generador

12

Red

13

Puente inversor de potencia

14

Unidad de escáner

15

Señal de liberación

16

Señal inicial

17

Bus

20

Curva característica

21, 2

2 Punto de funcionamiento

23

MPP

CM

5 Vía de seguimiento

CM

LO CM Perfil de potencia

100,

110, O CM Inversor de potencia

101,

111, 121 Generador

103,

113, 123 Puente inversor de potencia

104,

114, "3- CM Unidad de escáner

105,

115, LO CM Señal de liberación

(O O

116, (O CM Señal inicial

108,

118, 00 CM Perfil de potencia

108'

, 118’ ', 128' Perfil de potencia

130

Unidad de control

140

Compuesto generador de energía

150

Grupo

158

Perfil de potencia

O o CM

210, O CM CM Curva de potencia

230

Valor límite

Claims (16)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. - Inversor de potencia (10) para convertir potencia-DC de un generador (11) en potencia-AC conforme a la red, que comprende una unidad de escáner (14) para el seguimiento de al menos una parte de una curva característica (20) del generador (11) para determinar un valor de la potencia-MPP (Pmpp), caracterizado por que

   - el inversor de potencia (10) está instalado para activar, en el caso de una regulación a una potencia de regulación (Pred), un seguimiento de la curva característica (20) bajo la preparación de un primer perfil de potencia (24', 25',108), que se desvía de la potencia de regulación (Pred), sólo cuando en el inversor de potencia (10) se aplica una señal de liberación (15), y para iniciar un inicio y un final del seguimiento a través de la emisión de una señal inicial (16) o bien de una señal final, y

   - el inversor de potencia (10) está instalado para preparar, a la recepción de una señal inicial (116), un segundo perfil de potencia (118) como potencia-AC, de manera que el primer perfil de potencia (24', 25',108) presenta una desviación de la potencia de regulación (Pred) con un signo, que es opuesto a un signo de una desviación del segundo perfil de potencia (118) respecto de la potencia de regulación (Pred).

   - para compensar una desviación de potencia de una potencia de regulación predeterminada (Pred) durante la determinación del MPP.
2. 2. - Inversor de potencia según la reivindicación 1, en el que el inversor de potencia está instalado para preparar el valor de potencia-MPP (Pmpp) después del seguimiento de la curva característica (20) sobre una interfaz de comunicación.
3. 3. - Inversor de potencia según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer perfil de potencia (24', 25',108) presenta valores de potencia elevada frente a la potencia de regulación (Pred).
4. 4. - Inversor de potencia según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el inversor de potencia se puede conectar con Internet para la transmisión de la señal de liberación (15), de la señal inicial (16) y de la señal final.
5. 5. - Inversor de potencia según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la potencia de regulación (Pred) puede seleccionarse como un porcentaje predeterminado del valor de potencia-MPP (Pmpp).
6. 6. - Inversor de potencia según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la potencia de regulación se reduce opcionalmente frente al valor de potencia-MPP (Pmpp) en un porcentaje predeterminado de una potencia nominal del inversor de potencia (10) o del generador (11).
7. 7. - Compuesto generador de potencia (140), que comprende un primer inversor de potencia (100) y un segundo inversor de potencia (110) según una de las reivindicaciones anteriores, que están conectados entre sí para el intercambio de la señal de liberación (105, 115, 125), de la señal inicial (106, 116, 126) y de la señal final.
8. 8. - Compuesto generador de energía según la reivindicación 7, que comprende, además, una instalación de control (130), conectada con el primer inversor de potencia (100) y con el segundo inversor de potencia (110), para la generación de la señal de liberación (105, 115, 125).
9. 9. - Compuesto generador de energía según la reivindicación 7 u 8, en el que el compuesto generador de energía (140) está instalado para la activación alternativa del seguimiento de las curvas características (20) dentro del compuesto generador de energía (140) a través de un icono.
10. 10. - Compuesto generador de energía según una de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el primer inversor de potencia (100) está instalado para la adaptación de su potencia de regulación (Pred) en función del valor de la potencia-MPP (Pmpp) del segundo inversor de potencia (110).
11. 11. - Compuesto generador de energía según una de las reivindicaciones 7 a 10, en el que el primer inversor de potencia (100) está conectado con un generador (101) con alineación regulable y en el que el primer inversor de potencia (100) está instalado para la preparación del primer perfil de potencia (108) a través del ajuste de la alineación del generador.
12. 12. - Compuesto generador de energía según una de las reivindicaciones 7 a 11, en el que el primer inversor de potencia (100) comprende un grupo (150) con una pluralidad de inversores de potencia, que están instalados para seguir su curva característica (20) sucesivamente de manera solapada en el tiempo.
13. 13. - Procedimiento para la conversión de potencia-DC de un generador (11) en potencia-AC conforme a la red a través de un inversor de potencia (10) con una unidad de escáner (14) para el seguimiento de al menos una parte de una curva característica (20) del generador (11) para determinar un valor de la potencia-MPP (Pmpp), cuando el

    10

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    inversor de potencia (10) se encuentra en un estado regulado a una potencia de regulación (Pred), caracterizado por que el procedimiento comprende las etapas:

    - seguimiento de una curva característica (20) bajo la preparación de un primer perfil de potencia (24', 25',108) que se desvía de la potencia de regulación (Pred), en el supuesto de que se aplique una señal de liberación (15) en el inversor de potencia (10),

    - emisión de una señal inicial (16) al comienzo del seguimiento y emisión de una señal final al final del seguimiento de la curva característica (20) y

    - preparación de un segundo perfil de potencia (118) como potencia-AC a la recepción de una señal inicial (116), en el que el primer perfil de potencia (24', 25',108) presenta una desviación de la potencia de regulación (Pred) con un signo, que es opuesto a u signo de una desviación del segundo perfil de potencia (118) respecto de la potencia de regulación (Pred),

    - para compensar una desviación de potencia de una potencia de regulación predeterminada (Pred) durante la determinación del MPP.
14. 14. - Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el inversor de potencia (10) comprende un grupo (150) con una pluralidad de inversores de potencia (100, 110) individuales, y en el que el seguimiento de la curva característica (20) se realiza por que los inversores de potencia (100, 110) individuales del grupo (150) siguen sucesivamente de manera solapada en el tiempo una curva característica (108', 118') individual asociada a los inversores de potencia (100, 110) individuales.
15. 15. - Procedimiento según la reivindicación 13, ejecutado en un primer inversor de potencia (100) y en un segundo inversor de potencia (110), en el que el seguimiento de la primera curva característica se realiza a través del incremento progresivo de una previsión de valor de referencia de la potencia para el primer inversor de potencia (100), y en el que el seguimiento de la segunda curva característica se realiza a través de reducción progresiva, compensadora del incremento, de una previsión del valor de referencia de la potencia para el segundo inversor de potencia (110).
16. 16. - Procedimiento según la reivindicación 15, que comprende, además, un seguimiento de la primera curva característica a través de incremento progresivo de una previsión del valor de referencia de la potencia para el segundo inversor de potencia (110) y un seguimiento de la segunda curva característica a través de reducción progresiva, compensadora del incremento de la previsión del valor de referencia del segundo inversor de potencia (110), de una previsión del valor teórico de la potencia para el primer inversor de potencia (100).