ES2855141T3 - Un sistema de recogida y distribución de energía - Google Patents
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Abstract
Un sistema de recogida y distribución de energía que comprende: - un módulo de recogida de energía que comprende un primer transformador HVDC híbrido; - un módulo de distribución de energía que comprende un segundo transformador HVDC híbrido; - un enlace de transmisión HVDC que conecta el primer transformador HVDC híbrido y el segundo transformador HVDC híbrido, en donde el primer transformador HVDC híbrido está configurado para recibir un MVDC y elevar el MVDC a un HVDC para la transmisión a través del enlace de transmisión HVDC y el segundo transformador HVDC híbrido está configurado para recibir el HVDC y reducir el HVDC a un MVDC, en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos permiten un flujo de energía bidireccional; caracterizado por que el sistema de recogida y distribución de energía comprende una pluralidad de generadores conectados directamente al primer transformador HVDC híbrido.
Description
DESCRIPCIÓN
Un sistema de recogida y distribución de energía
La presente invención se refiere a la generación de energía y en particular a un sistema de recogida y distribución de energía de corriente continua de alto voltaje (HVDC), por ejemplo, en el sector de las energías renovables.
La generación de energía renovable es una alternativa importante para superar los problemas actuales relacionados con la generación de energía convencional basada en combustibles fósiles. La generación de energía renovable se puede clasificar en dos áreas principales; generación conectada a la red a gran escala, por ejemplo, parques eólicos y marinos a gran escala, y generación integrada a pequeña escala doméstica y de edificios. Las ventajas de la presente invención también se pueden realizar en otras formas de generación de energía distribuida, tales como unidades combinadas de calor y energía que podrían alimentarse con fuentes renovables, por ejemplo, biomasa, o con combustibles fósiles, por ejemplo, gas natural.
La atención se centra principalmente en la generación conectada a la red a gran escala, que a menudo proporciona un mayor rendimiento por capital y, como resultado, un precio de la electricidad más bajo.
Para minimizar el impacto ambiental asociado a tal generación de energía, se instalan plantas de energía renovable a gran escala conectadas a la red de forma remota desde los centros de demanda y/o la red nacional. Las distancias desde la planta de energía renovable hasta el punto de conexión con la red de distribución local y/o las subestaciones de la red nacional pueden ser varias decenas de kilómetros. Estas distancias se volverán significativamente mayores cuando los parques eólicos y marinos más grandes se instalen más lejos de la costa. La mayoría de estas plantas de energía conocidas utilizan cables de energía para transmitir energía renovable a través de estas grandes distancias, lo que da como resultado pérdidas de energía significativas durante la transmisión de energía.
Por lo tanto, la recogida, transmisión y distribución de energía efectiva y eficiente de la energía renovable desde su fuente hasta los centros de demanda y/o la red nacional se han vuelto un asunto de importancia significativa.
Una solución conocida es transmitir energía en forma de corriente continua de alto voltaje (HVDC) para reducir la contaminación ambiental, y las pérdidas por conducción y corrientes parásitas. Las tecnologías HVDC existentes se desarrollan principalmente para resolver la transmisión de energía masiva de punto a punto a larga distancia en la estructura de sistema de energía de tipo jerárquico existente con grandes estaciones eléctricas centralizadas. No son del todo adecuadas o eficaces para su uso en la estructura de red activa multipunto que se ha sugerido para los sistemas básicos de generación de energía renovable distribuida.
En los sistemas conocidos de conversión de energía renovable eólica y marina, la energía renovable a menudo se convierte en energía eléctrica de calidad mediante generadores de AC y convertidores (VFC) de frecuencia variable. El rendimiento del VFC generalmente está diseñado para estar por debajo de 11kV, un nivel medio (MV) de voltaje, por lo que se usa un transformador elevador para elevar el voltaje a un nivel de alto voltaje (HV), tal como 33kV, para generar la interconexión de subestación de parque a red. El transformador elevador a menudo se ubica en la góndola o torre de una turbina eólica, por ejemplo, o en una cámara de transformadores.
En la subestación HVAC remota, el nivel de voltaje se eleva adicionalmente a un nivel de voltaje (HV) más alto, tal como 132 kV, para la transmisión de energía a larga distancia. Aumentando el nivel de voltaje de MV a HV se logra deseablemente una mayor eficiencia de transmisión de energía del parque a la subestación.
Sin embargo, debido al tamaño del transformador y al requisito de aislante y compensadores de potencia reactiva, es difícil tener subestaciones HVAC locales, particularmente en plantas de energía en alta mar. Además, el uso de sistemas de transmisión por cable HVAC, tales como sistemas de cable subterráneos o submarinos, para conectar el parque eólico o marino con las subestaciones de la red, puede dar como resultado pérdidas de energía indeseablemente altas, tal como pérdidas en la conducción de cables, y también puede tener un impacto medioambiental significativo.
Se entenderá que el VFC mencionado anteriormente es normalmente una configuración adosada con un enlace DC común. Los convertidores en el extremo del generador se denominan generalmente unidad inversora (INU) y el convertidor en el extremo de la red se denomina generalmente unidad rectificadora de línea (LRU). Se pueden conocer otras terminologías y abreviaturas, pero, por coherencia, estas abreviaturas se usarán en el presente documento.
La función de una INU es principalmente extraer energía del generador, mientras que una LRU se usa principalmente para regular el voltaje del enlace DC. Las INU y LRU disponibles comercialmente son fiables, rentables, sofisticadas y, a menudo, cumplen completamente con las regulaciones y normas actuales.
Evans et al, en la publicación "Powering The Way - A Paper on AC Link ™ Technology for 21st Century HVDC Transmission" publicado en IEEE Energy2030 Atlanta, GA, EE.UU. 17-18 de noviembre de 2008, describe un convertidor de transmisión HVDC que usa topología AC Link ™, concretamente una topología de convertidor resonante.
Un primer aspecto de la presente invención proporciona un sistema de recogida y distribución de energía que
comprende:
• un módulo de recogida de energía que comprende un primer transformador HVDC híbrido;
• un módulo de distribución de energía que comprende un segundo transformador HVDC híbrido; y
• un enlace de transmisión HVDC que conecta el primer transformador HVDC híbrido y el segundo transformador HVDC híbrido, en donde el primer transformador HVDC híbrido está configurado para recibir un MVDC y elevar el MVDC a un HVDC para la transmisión a través el enlace de transmisión HVDC y el segundo transformador HVDC híbrido está configurado para recibir el HVDC y reducir el HVDC a un MVDC,
en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos permiten un flujo de energía bidireccional,
en donde el sistema de recogida y distribución de energía comprende una pluralidad de generadores conectados directamente al primer transformador HVDC híbrido.
De forma adecuada, el enlace de transmisión HVDC comprende al menos un cable de alimentación. El enlace de transmisión puede instalarse bajo tierra o tal vez una instalación submarina. El enlace de transmisión puede cubrir de forma adecuada decenas de kilómetros, o incluso distancias mayores, entre el módulo de recogida de energía y el módulo de distribución de energía. Por ejemplo, el primer transformador HVDC híbrido puede ubicarse en alta mar en una turbina eólica o un aparato marino y el segundo transformador HVDC híbrido puede ubicarse en tierra a muchos kilómetros de distancia. Al elevar el MVDC a un HVDC para la transmisión de energía a través del enlace de transmisión DC reduce significativamente la corriente en el enlace de transmisión HVDC y, como resultado, las pérdidas de conducción durante la transmisión. Esto reduce deseablemente la pérdida total de energía durante la transmisión. El enlace de transmisión HVDC puede comprender convenientemente uno o más cables subterráneos, lo que elimina el requisito de torres o postes de transmisión de HV terrestres. Por tanto, el impacto medioambiental asociado con los sistemas de transmisión de energía de HV conocidos se reduce significativamente.
Preferiblemente, el primer transformador HVDC híbrido comprende un primer módulo MV y un primer módulo HV entre los que se conecta un primer transformador de alta frecuencia HV.
Preferiblemente, el segundo transformador HVDC híbrido comprende un segundo módulo HV y un segundo módulo MV entre los que se conecta un segundo transformador de alta frecuencia HV.
Preferiblemente, el primer y segundo módulos MV y el primer y segundo módulos HV comprenden dispositivos de conmutación de alta frecuencia, medios de control tales como una unidad de controlador y unidades de accionamiento y protección. De forma adecuada, la conmutación de alta frecuencia es de 5 a 25 kHz. La conmutación de alta frecuencia puede ser superior a 25 kHz. Preferiblemente, la conmutación de alta frecuencia es de 10 a 20 kHz. La conmutación de frecuencias más altas podría realizarse con un mayor desarrollo tecnológico en el futuro.
Ventajosamente, la conmutación de alta frecuencia permite reducir significativamente el tamaño de particularmente el primer transformador de alta frecuencia HV en comparación con los transformadores de elevación/reducción de frecuencia de línea convencionales que se usan actualmente, particularmente en sistemas HVDC conocidos. La reducción significativa en el tamaño del transformador de alta frecuencia HV permite deseablemente que el primer transformador híbrido HVDC se instale más cerca de la fuente de energía. Por ejemplo, el primer transformador HVDC híbrido puede instalarse en la góndola o torre de una turbina eólica o, alternativamente, en una máquina mareomotriz o undimotriz en alta mar.
La tecnología de superconductores adecuada se puede usar en el lado MVDC y/o HVDC para lograr una conexión de energía sin pérdidas.
De manera adecuada, la fuente de energía puede ser una turbina eólica, una máquina de energía mareomotriz o undimotriz, o una planta de energía fotovoltaica, por ejemplo. La demanda de energía puede ser una red de distribución o una subestación de red, por ejemplo.
De forma adecuada, el dispositivo de conmutación es un dispositivo de conmutación de semiconductores. Por ejemplo, el dispositivo de conmutación puede ser, en el estado actual de la tecnología, un T ransistor Bipolar de Puerta Aislada (IGBT), un Tiristor Conmutado de Puerta Aislada (IGCT) o un diodo, o cualquier otro dispositivo de conmutación controlable realizado con un mayor desarrollo tecnológico en el futuro.
De manera adecuada, los módulos MV y HV comprenden más de un dispositivo de conmutación de semiconductores. De manera adecuada, uno o ambos del primer y segundo módulo MV y el primer y segundo módulo HV pueden ser un módulo de puente completo o medio.
De forma adecuada, uno o ambos del módulo MV y módulo HV pueden comprender medios de conmutación suaves y/o circuitos amortiguadores sin pérdidas. Los módulos pueden comprender una pluralidad de dispositivos de conmutación configurados en serie y/o en paralelo. Los dispositivos de conmutación pueden disponerse en serie para reducir la tensión de voltaje y en paralelo para adaptarse la tensión actual.
De forma adecuada, los módulos MV y HV comprenden adicionalmente dispositivos de almacenamiento de energía.
De forma adecuada, los medios de control están adaptados para asegurar que la entrada MVDC del primer transformador HVDC híbrido sea proporcional al rendimiento HVDC del primer transformador HVDC híbrido, y de manera similar para el segundo transformador HVDC híbrido.
De forma adecuada, los medios de control están conectados de forma operativa mediante medios de conexión a cada uno de los módulos MV primero y segundo, los módulos HV primero y segundo y los transformadores HV primero y segundo. De forma adecuada, los medios de conexión pueden comprender medios de conexión ópticos. De forma adecuada, los medios de conexión ópticos se pueden proporcionar en un cable de alimentación.
Preferiblemente, el primer y segundo transformadores de alta frecuencia HV son transformadores magnéticos de aislamiento de alta potencia. De forma adecuada, el primer y segundo transformadores HVDC híbridos son HV aislados galvánicamente.
De manera adecuada, el primer y segundo transformadores HVDC híbridos comprenden medios de protección contra fallos de línea. Preferiblemente, los medios de protección contra fallos de línea se proporcionan integralmente con el primer y segundo transformadores HVDC híbridos. De manera adecuada, los medios de protección contra fallos de línea comprenden dispositivos de conmutación de conmutación forzada para proporcionar medios de protección totalmente integrados para proteger el primer y segundo transformadores HVDC híbridos y el sistema de distribución de energía contra fallos conocidos del sistema, tales como sobre/subvoltaje, sobrecorriente, cortocircuito, etc.
Preferiblemente, se proporciona un convertidor o inversor entre la fuente de alimentación y el primer módulo MV para convertir un MVAC de la fuente de alimentación a un MVDC.
Preferiblemente, se proporciona un rectificador entre el segundo módulo MV y la demanda de energía para invertir el MVDC en un MVAC.
De manera adecuada, la INU se proporciona entre un generador en la fuente de alimentación y el módulo MV del primer transformador HVDC híbrido para extraer energía del generador. El generador puede formar parte de una turbina eólica o de una máquina mareomotriz, por ejemplo.
De forma adecuada, la LRU se proporciona entre el módulo MV del segundo transformador HVDC híbrido y la demanda para regular un voltaje de enlace DC.
De manera adecuada, el sistema no se limita a la recogida, transmisión y distribución de energía HVDC de punto a punto de una única línea. Las realizaciones de la presente invención proporcionan un sistema de recogida y distribución de energía que comprende una pluralidad de generadores conectados directamente al primer transformador HVDC híbrido del sistema descrito anteriormente.
Preferiblemente, se proporciona un primer módulo MV entre un primer transformador de alta frecuencia HV y una o más INU. De manera adecuada, se proporciona una INU entre uno o más de la pluralidad de generadores y un primer módulo MV correspondiente.
Esta disposición de recogida de energía multipunto permite sinergias en la energía eléctrica de más de una fuente de energía para mejorar la redundancia del sistema, maximizar la clasificación del sistema y aumentar la flexibilidad.
De manera adecuada, la reducción significativa en el tamaño del primer transformador de alta frecuencia HV permite deseablemente que el primer transformador híbrido HVDC se instale en la góndola o torre de una turbina eólica o, alternativamente, en una máquina mareomotriz o undimotriz en alta mar. De forma adecuada, la góndola de una turbina eólica puede albergar un generador, una INU y un primer transformador HVDC híbrido. Alternativamente, la góndola puede albergar solo un generador y una INU y el primer transformador HVDC híbrido y LRU pueden proporcionarse de forma remota desde allí.
De forma adecuada, el enlace de transmisión HVDC puede conectarse a una pluralidad de segundos transformadores HVDC híbridos que comprenden segundos transformadores de alta frecuencia HV. Cada uno de los segundos transformadores de alta frecuencia HV está conectado a un segundo módulo MV que puede conectarse a una pluralidad de demandas de energía mediante una o más LRU. De forma adecuada, los segundos transformadores HVDC híbridos comprenden los segundos módulos MV correspondientes. Esta disposición de distribución de energía multipunto permite implementar un mejor control del lado de la demanda. El impacto de la fluctuación potencial en una gran fuente de energía renovable a una única red también puede reducirse significativamente.
Como se describió anteriormente, la fuente de energía puede ser una turbina eólica, una máquina de energía mareomotriz o undimotriz, o una planta de energía fotovoltaica. Cuando la fuente es una planta de energía fotovoltaica (PV), los generadores del sistema de distribución de energía anterior pueden reemplazarse por un módulo PV que comprende una matriz de celdas PV. De forma adecuada, se conecta un convertidor DC controlado al módulo PV para garantizar el seguimiento del punto de máxima potencia. De manera adecuada, la matriz de celdas PV, el convertidor y el primer transformador HVDC híbrido pueden ser parte del módulo de recogida de energía o del módulo de
distribución de energía del sistema.
De forma adecuada, la fuente de energía puede comprender diferentes fuentes de energía, tales como cualquier combinación de eólica, mareomotriz, undimotriz y solar. Como se describió anteriormente, tal disposición de recogida de energía multipunto permite deseablemente sinergias en la energía eléctrica de diferentes formas desde más de una fuente de energía para mejorar la redundancia del sistema, maximizar la clasificación del sistema y aumentar la flexibilidad, independientemente de la distancia entre las diferentes fuentes de energía, para formar un sistema completo de generación y distribución de energía renovable.
Un aspecto adicional de la presente invención proporciona un transformador híbrido de corriente continua de alto voltaje (HVDC) para uso en un sistema de distribución de energía como se describe anteriormente, comprendiendo el transformador híbrido HVDC al menos:
• un transformador de alta frecuencia HV con aislamiento magnético de alta potencia; y
• un módulo HV conectado a un lado HVDC del transformador de alta frecuencia HV.
Preferiblemente, el transformador HVDC híbrido comprende además un módulo MV conectado a un lado MVDC del transformador de alta frecuencia HV.
El transformador HVDC híbrido se puede usar convenientemente en uno de los sistemas de recogida y distribución de energía mencionados anteriormente en el lado de la fuente de energía para proporcionar el primer módulo MV, el primer transformador de alta frecuencia HV y el primer módulo HV; e invertido para ser usado en el lado de demanda de potencia de los medios de transmisión HVDC para proporcionar el segundo módulo HV, el segundo transformador de alta frecuencia HV y el segundo módulo MV.
Ventajosamente, la reducción significativa en el tamaño del transformador de alta frecuencia HV permite que el transformador híbrido HVDC se instale más cerca de la fuente de energía. Por ejemplo, el transformador HVDC híbrido se puede instalar en la góndola o torre de una turbina eólica o, alternativamente, en una máquina mareomotriz o undimotriz en alta mar.
A continuación, se describirá una realización de la presente invención a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
• La Figura 1 muestra un sistema de distribución y recogida de energía multipunto de acuerdo con la presente invención;
• Las Figuras 2 a 4 muestran configuraciones alternativas del módulo de recogida del sistema de la Figura 1; y
• La Figura 5 muestra un sistema para la interconexión de diferentes fuentes de energía renovable usando la configuración de la Figura 2.
Como se muestra en la Figura 1, un sistema 1 de recogida y distribución de energía multipunto, tiene un módulo 3 de recogida de energía y un módulo 5 de distribución de energía unidos por un enlace 11 de transmisión. El módulo 3 de recogida incluye una pluralidad de generadores G de una turbina eólica terrestre o marina o una máquina mareomotriz o undimotriz, por ejemplo.
Los generadores G están conectados a las unidades inversoras (INU) correspondientes y el rendimiento de los mismos es normalmente inferior a 11 kV. El rendimiento de potencia de los generadores G es un rendimiento de potencia MVDC. La función de la INU es principalmente extraer energía de un generador G correspondiente.
Cada INU se conecta a un primer módulo MV MV1 antes de ingresar a un primer transformador T1 de aislamiento magnético de alta potencia y alta frecuencia. El primer transformador T1 eleva el voltaje (MV) a un nivel de voltaje más alto (HV). El rendimiento de energía del primer transformador T1 se ingresa a un primer Módulo HV HV1 antes de salir del módulo HV como HVDC a un enlace 11 de transmisión para su transmisión al lado 5 de distribución del sistema 1. La distancia entre el módulo 3 de recogida de energía y el módulo 5 de distribución de energía del sistema 1 puede tener muchas decenas de kilómetros o más, p. ej. desde un parque eólico o marino en alta mar hasta una subestación de red en tierra.
Elevando el MVDC a un HVDC para la transmisión de energía a través del enlace 11 de transmisión se reduce significativamente la corriente en el enlace de transmisión y, como resultado, las pérdidas de conducción durante la transmisión del HVDC desde el lado 3 de recogida del sistema 1 al lado 5 de distribución. Esto reduce deseablemente la pérdida total de energía durante la transmisión y el impacto medioambiental asociado con la misma.
Los primeros módulos MV y HV MV1, HV1 consisten principalmente en controladores de microprocesador, dispositivos de conmutación de semiconductores de potencia, tales como Transistores Bipolares de Puerta Aislada (IGBT), Tiristores Conmutados de Puerta Aislada (IGCT) o diodos, por ejemplo, y dispositivos de almacenamiento de energía. Dependiendo de los niveles de potencia y voltaje, los dispositivos de conmutación pueden conectarse en serie y/o en
paralelo para resistir la tensión de alta corriente y/o alto voltaje.
Ventajosamente, la conmutación de alta frecuencia, que opera alrededor de 10 a 20 kHz, o más, permite que el tamaño del primer transformador de alta frecuencia HV se reduzca significativamente en comparación con los transformadores de elevación/disminución de frecuencia de línea convencionales que se usan actualmente en sistemas HVDC conocidos. Por lo tanto, el primer transformador T1 de alta frecuencia HV puede instalarse convenientemente en la góndola o torre de una turbina eólica, por ejemplo, a diferencia de los transformadores de la técnica anterior. Más convenientemente, el módulo MV MV1, el primer transformador T1 de alta frecuencia HV y el primer módulo HV HV1 pueden formar un transformador 10 HVDC híbrido que puede instalarse en la góndola o torre de la turbina eólica. Esto reduce deseablemente la necesidad de una subestación remota que aloje la misma y reduzca el impacto ambiental del lado 3 de recogida del sistema 1. Como se muestra en la Figura 2, la góndola o torre 15 de una turbina 17 eólica puede albergar un generador G, una INU y un primer transformador T1 híbrido HVDC. Alternativamente, como se muestra en la Figura 3, la góndola o torre 15 puede albergar un generador G, una INU, un transformador HVAC y una Unidad Rectificadora de Línea (LRU). El primer transformador T1 híbrido HVDC puede estar ubicado lejos de la góndola o torre 17. Además, alternativamente, como se muestra en la Figura 4, la góndola o torre 17 puede albergar un generador G y una INU únicamente y el primer transformador T1 híbrido HVDC y LRU se pueden proporcionar de forma remota desde ahí.
Volviendo a la Figura 1, el lado 5 de distribución del sistema 1 incluye un transformador 12 HVDC híbrido inverso que comprende un segundo módulo HV HV2, un segundo transformador T2 y un segundo módulo MV MV2. El transformador 12 HVDC híbrido inverso recibe la HVDC del enlace 11 de transmisión y reduce la HVDC a un nivel MVDC. El lado de voltaje más bajo del transformador 12 HVDC híbrido inverso está acoplado a una LRU instalada localmente que regula el voltaje DC e invierte el voltaje DC a la forma de AC con niveles de frecuencia y voltaje que son adecuados para acoplarse a redes AC locales, subestaciones de HVAC o a la red 25.
Los transformadores 10, 12 híbridos HVDC se controlan de modo que un voltaje de salida sea proporcional a un voltaje de entrada y se permita un flujo de energía bidireccional.
De acuerdo con el sistema multipunto, se pueden conectar múltiples generadores G al enlace MVDC, es decir, al lado INU DC, a través de más de una INU. Alternativamente, los generadores G pueden conectarse a un transformador HVDC 20 híbrido alternativo que comprende un transformador T3 de bobinados múltiples y un módulo HV HV3 a través de más de una INU y un módulo MV MV3. Se pueden conectar generadores G adicionales directamente al enlace 11 de transmisión HVDC a través de más de una INU y transformadores 10 o 20 HVDC híbridos adicionales. Estas disposiciones permiten sinergia en la energía eléctrica desde más de una fuente de alimentación para mejorar la redundancia del sistema, maximizar la clasificación del sistema y flexibilidad del sistema.
De manera similar, la transmisión HVDC puede distribuirse a múltiples puntos de demanda desde el enlace 11 de transmisión HVDC a través de más de un transformador 12 HVDC híbrido inverso y LRU, desde el transformador 12 HVDC híbrido inverso a través de más de un módulo MV y LRU, o desde un enlace MVDC, es decir, el lado LRU del transformador 12 inverso, a través de múltiples LRU. La distribución de energía en múltiples puntos ofrece deseablemente muchos beneficios a los operadores de red, incluido el control mejorado del lado de la demanda que se va a implementar. El impacto potencial de la fluctuación de energía en una gran fuente de energía renovable en una única red puede reducirse significativamente. Convenientemente, el sistema 1 de recogida y distribución de energía es adecuado para su uso con otras fuentes de energía, tal como la solar. La fuente de energía puede comprender una matriz de celdas PV fotovoltaicas, como se muestra en la Figura 1. En este caso, no se requerirá una INU para extraer energía de las celdas PV fotovoltaicas, pero se conectará un convertidor 14 de energía dc/dc adecuado a una única o una pluralidad de celdas PV fotovoltaicas para garantizar el máximo seguimiento del punto de potencia. De manera adecuada, las celdas PV fotovoltaicas, el convertidor 14 y el transformador 10 híbrido pueden estar ubicados en el lado 3 de recogida y/o en el lado 5 de distribución del sistema 1.
Como se muestra en la Figura 5, el lado 3 de recogida del sistema 1 puede comprender múltiples fuentes WF, MF, PV de energía como eólica, marina y/o solar, para tener sinergias, independientemente de la distancia entre cada fuente. Este sistema de energía renovable múltiple forma un sistema completo de generación de energía de energía renovable. Los puntos de acoplamiento de las fuentes pueden estar en el lado MVDC del primer transformador HVDC híbrido, en el transformador o en el enlace de transmisión HVDC, de una manera similar a la descrita anteriormente.
Claims (15)
1. Un sistema de recogida y distribución de energía que comprende:
- un módulo de recogida de energía que comprende un primer transformador HVDC híbrido;
- un módulo de distribución de energía que comprende un segundo transformador HVDC híbrido;
- un enlace de transmisión HVDC que conecta el primer transformador HVDC híbrido y el segundo transformador HVDC híbrido, en donde el primer transformador HVDC híbrido está configurado para recibir un MVDC y elevar el MVDC a un HVDC para la transmisión a través del enlace de transmisión HVDC y el segundo transformador HVDC híbrido está configurado para recibir el HVDC y reducir el HVDC a un MVDC,
en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos permiten un flujo de energía bidireccional;
caracterizado por que el sistema de recogida y distribución de energía comprende una pluralidad de generadores conectados directamente al primer transformador HVDC híbrido.
2. Un sistema según la reivindicación 1, en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos comprenden cada uno un transformador de alta frecuencia HV conectado entre un módulo MV y un módulo de HV.
3. Un sistema según la reivindicación 2, en donde los módulos MV y los módulos HV comprenden dispositivos de conmutación de alta frecuencia, medios de control para controlar dichos dispositivos de conmutación y unidades de accionamiento y protección.
4. Un sistema según la reivindicación 3, en donde los medios de control están conectados de forma operativa mediante medios de conexión a un módulo MV, un módulo HV y un transformador de alta frecuencia HV.
5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde uno o ambos de los módulos MV y módulos HV es un módulo de puente completo o medio.
6. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde uno o ambos de los módulos MV y los módulos HV comprenden medios de conmutación suave y/o circuitos amortiguadores sin pérdidas.
7. Un sistema según la reivindicación 6, en donde los medios de conmutación suave comprenden una pluralidad de dispositivos de conmutación configurados en serie y/o en paralelo.
8. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde se proporciona un convertidor o inversor entre la fuente de alimentación y el módulo MV del primer transformador HVDC híbrido.
9. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en donde se proporciona un rectificador entre el módulo MV del segundo transformador HVDC híbrido y la demanda de potencia.
10. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en donde los transformadores de alta frecuencia HV son transformadores magnéticos de alta potencia aislados galvánicamente.
11. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos son transformadores híbridos HV aislados galvánicamente de flujo bidireccional.
12. Un sistema según cualquier reivindicación anterior, en donde el primer y segundo transformadores HVDC híbridos comprenden medios de protección contra fallos de línea.
13. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12 que comprende una pluralidad de generadores conectados a uno o más de los módulos MV del primer transformador HVDC híbrido.
14. Un sistema según la reivindicación 13, en donde se proporciona una INU entre uno o más de los generadores y un módulo MV correspondiente.
15. Un sistema según cualquier reivindicación precedente que comprende uno o más de una turbina eólica, una máquina undimotriz o mareomotriz, una celda fotovoltaica y una unidad combinada de generación de calor y energía.
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