ES2862158T3 - Un método para controlar un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico - Google Patents

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Abstract

Método (1) para controlar un dispositivo (100) de protección de corriente de fuga en un aparato (500) fotovoltaico, dicho aparato fotovoltaico que está adaptado para ser conectado eléctricamente a una red (600) de distribución de energía eléctrica que tiene una o más tensiones de fase en una sección (530) de CA de dicho aparato fotovoltaico, caracterizado por que comprende las siguientes etapas: - ejecutar un primer procedimiento (11) de control para controlar dicho dispositivo de protección de corriente de fuga, dicho primer procedimiento de control que proporciona una comparación de valores de verificación de corriente (IL, ΔIL) indicativos de corrientes de fuga (IFUGA) en dicho aparato fotovoltaico con uno o más valores umbral de corriente (ITH1, ITH2, ITH3, ITH4) predefinidos para dichas corrientes de fuga; - ejecutar un procedimiento (13) de vigilancia para verificar dichas tensiones de fase e identificar posibles transitorios positivos relevantes de dichas tensiones de fase; - si dicho procedimiento de vigilancia identifica transitorios positivos relevantes de dichas tensiones de fase, proporcionar uno o más nuevos valores umbral de corriente (I'TH1, I'TH2, I'TH3, I'TH4) para dichas corrientes de fuga (IFUGA), terminar la ejecución de dicho primer procedimiento (11) de control y ejecutar un segundo procedimiento (12) de control para controlar dicho dispositivo de protección de corriente de fuga, dicho segundo procedimiento de control que proporciona una comparación de dichos valores de verificación de corriente con dichos nuevos valores umbral de corriente (I'TH1, I'TH2, I'TH3, I'TH4) para dichas corrientes de fuga, dicho segundo procedimiento de control que se ejecuta únicamente durante un intervalo de tiempo (TSALIDA) predefinido; - una vez transcurrido dicho período de tiempo predefinido, finalizar la ejecución de dicho segundo procedimiento (12) de vigilancia y volver a ejecutar dicho primer procedimiento (11) de control.

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para controlar un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico
La presente invención se refiere al campo de los aparatos fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica. Más en particular, la presente invención se refiere a un método mejorado para controlar el funcionamiento de un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico.
Como es conocido, las capacitancias parásitas normalmente están presentes en un aparato fotovoltaico entre el suelo y algunos componentes (p. ej. paneles fotovoltaicos, líneas eléctricas de CA o CC y similares) del aparato. El valor de dichas capacitancias parásitas puede ser bastante relevante (particularmente en presencia de humedad), p. ej. superior a 120 nF/KW.
En muchos aparatos fotovoltaicos, particularmente en aquellos que emplean los denominados inversores sin transformador, dichas capacitancias parásitas pueden estar en el origen de corrientes de fuga de CA hacia el suelo.
Dichas corrientes de fuga de CA pueden tener una intensidad apreciable, cuyo valor depende en gran parte de la tensión de CA de la red de distribución de energía eléctrica conectada eléctricamente al aparato fotovoltaico.
Por esta razón, los aparatos fotovoltaicos están generalmente provistos con los denominados dispositivos de protección de corriente de fuga, normalmente en su sección de CA.
Normalmente, un dispositivo de protección de corriente de fuga (p. ej. un relé) es un conmutador que funciona eléctricamente acoplado de manera funcional con las líneas eléctricas de CA del aparato fotovoltaico y controlado por una unidad de control adecuada de tal manera que interrumpa dichas líneas eléctricas de CA, cuando las corrientes de fuga detectadas superan los niveles de umbral determinados o están sujetas a aumentos repentinos.
Un dispositivo y un método para mejorar la precisión de la detección de corriente de fuga se describen en el documento JP 2012 199196 A.
Sin embargo, se ha experimentado cómo la disposición de dichos dispositivos de protección de corriente de fuga puede llevar a algunos problemas en circunstancias particulares, es decir, cuando la tensión de CA de la red de distribución de energía eléctrica está sujeta a transitorios positivos (aumentos), a medida que ocurre cuando el funcionamiento de dicha red de distribución de energía eléctrica se restablece después de una caída de tensión o un evento de fallo.
En estos casos, de hecho, se pueden observar aumentos de las corrientes de fuga de CA en el aparato fotovoltaico, que son proporcionales a los transitorios positivos de la tensión de CA, incluso en ausencia de cambios relevantes en los valores de las capacitancias parásitas entre los componentes del aparato fotovoltaico y el suelo.
Dichos transitorios de las corrientes de fuga de CA hacia el suelo pueden llevar fácilmente a intervenciones no deseadas del dispositivo de protección de corriente de fuga mencionado incluso si no están presentes condiciones anómalas en el aparato fotovoltaico.
Como consecuencia evidente, el funcionamiento del aparato fotovoltaico puede interrumpirse inútilmente durante un tiempo relativamente largo y pueden producirse reducciones relevantes en la producción de energía eléctrica.
El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un método para controlar el funcionamiento de un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico, que permita resolver o mitigar los problemas técnicos evidenciados anteriormente.
Dentro de este objetivo, un objeto de la presente invención es proporcionar un método que permita gestionar eficientemente el funcionamiento de un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico, cuando ocurren los transitorios positivos de la tensión de CA de la red de distribución de energía eléctrica conectada eléctricamente a dicho aparato.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método que pueda implementarse fácilmente por ordenador sin la adopción de costosos recursos de procesamiento.
Estos objetivos y objetos se logran mediante un método para controlar el funcionamiento de un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico, según la siguiente reivindicación 1 y las reivindicaciones dependientes relacionadas.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un programa informático, según la siguiente reivindicación 10.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a una unidad de control para controlar un dispositivo de protección de corriente de fuga en un aparato fotovoltaico, según la siguiente reivindicación 11.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un aparato fotovoltaico, según la siguiente reivindicación 12.
Las características y ventajas de la presente invención se desprenderán más claramente de la descripción de realizaciones preferidas, pero no exclusivas ilustradas solamente a modo de ejemplo y sin limitación en los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra esquemáticamente un aparato fotovoltaico, según la invención;
la figura 2-4 ilustra esquemáticamente el método según la invención.
Haciendo referencia a las figuras mencionadas, la presente invención se refiere a un método 1 para controlar un dispositivo 100 de protección de corriente de fuga en un aparato 500 fotovoltaico para la generación de energía eléctrica a niveles de distribución de energía eléctrica de baja tensión.
Para favorecer una mayor claridad, se especifica que el término "baja tensión" se refiere a tensiones de funcionamiento inferiores a 1 kV CA y 1,5 kV CC.
El aparato 500 fotovoltaico comprende una sección de CC, que incluye al menos uno o más paneles 510 fotovoltaicos y una o más líneas 520 eléctricas de CC (dispuestas en un bus eléctrico de CC) conectadas eléctricamente con dichos paneles fotovoltaicos.
El aparato 500 fotovoltaico comprende una sección de CA, que incluye al menos una o más líneas 530 eléctricas de CA (dispuestas en un bus eléctrico de CA) conectadas eléctricamente a una red 600 de distribución de energía eléctrica, que puede ser de tipo monofásica o multifase.
El aparato 500 fotovoltaico comprende una sección del inversor, que incluye al menos un inversor 540 que tiene un puerto de CC conectado eléctricamente con las líneas 520 eléctricas de CC y un puerto de CA conectado eléctricamente con las líneas 530 eléctricas de CA.
La mayoría de los componentes de la sección de CC mencionada, la sección del inversor y la sección de CA del aparato 500 fotovoltaico pueden ser de tipo conocido y no se describirán con más detalles para favorecer la brevedad. El aparato 500 fotovoltaico comprende un dispositivo 100 de protección de corriente de fuga asociado de manera funcional con una sección (p. ej. la sección de CA o la sección de CC) del aparato fotovoltaico.
El dispositivo 100 de protección puede ser un conmutador que funciona eléctricamente, p. ej. un relé de protección, que está acoplado de manera funcional con las líneas 530 eléctricas de CA o las líneas 520 eléctricas de CC de tal manera que sea capaz de interrumpir dichas líneas eléctricas al recibir una orden de activación TC.
Cuando se activa mediante una orden de activación TC, el dispositivo 100 de protección es capaz de segregar eléctricamente los paneles 510 fotovoltaicos de la red 600 de distribución de energía eléctrica, provocando de este modo la interrupción del funcionamiento del aparato 500 fotovoltaico.
El dispositivo 100 de protección puede ser de tipo conocido y no se describirá con más detalles para favorecer la brevedad.
Preferiblemente, el dispositivo 100 de protección está acoplado de manera funcional con las líneas 530 eléctricas de CA del aparato fotovoltaico y su funcionamiento se describirá a continuación con referencia a esta implementación para favorecer la brevedad, sin pretender limitar el alcance de la invención de cualquier modo.
Preferiblemente, el aparato 500 fotovoltaico comprende una unidad 200 de control acoplada de manera funcional con el dispositivo 100 de protección.
La unidad 200 de control está adaptada para controlar adecuadamente el funcionamiento del dispositivo 100 de protección, es decir, para enviar órdenes de activación TC a este último de tal manera que provoque su intervención para interrumpir las líneas 530 eléctricas de CA.
Preferiblemente, la unidad 200 de control está acoplada de manera funcional con los primeros medios 250 de detección (p. ej. uno o más detectores de tensión de tipo conocido), que están convenientemente dispuestos para detectar la una o más tensiones de fase Tred proporcionadas por la red 600 de distribución de energía eléctrica en la sección de CA del aparato fotovoltaico y enviar primeras señales S1 de detección indicativas de dichas tensiones de fase a la unidad 200 de control.
Preferiblemente, la unidad 200 de control está acoplada de manera funcional a segundos medios 260 de detección (p. ej. uno o más detectores de corriente de tipo conocido), que están convenientemente dispuestos para detectar corrientes de fuga hacia el suelo en una sección del aparato fotovoltaico y enviar segundas señales S2 de detección indicativas de dichas corrientes de fuga a la unidad 200 de control.
Preferiblemente, los segundos medios 260 de detección están convenientemente dispuestos para detectar corrientes de fuga hacia el suelo en la sección de CA del aparato fotovoltaico.
Como alternativa, los segundos medios 260 detectores pueden disponerse de manera adecuada para detectar corrientes de fuga hacia el suelo en la sección de CC del aparato fotovoltaico.
El tipo y la disposición del primer y segundo medios 250, 260 de detección pueden ser conocidos por los expertos en la técnica y no se describirán con más detalles para favorecer la brevedad. Según posibles realizaciones del aparato 500 fotovoltaico, la unidad 200 de control puede estar dispuesta o integrada en la sección del inversor del aparato fotovoltaico (p. ej. en una placa de control del inversor 540) o ser ella misma una de las unidades de control del inversor 540. Según otras posibles realizaciones del aparato 500 fotovoltaico, la unidad 200 de control puede ser un dispositivo autónomo dispuesto en una placa de control dedicada, que puede estar, por ejemplo, asociada de manera funcional a la sección del inversor del aparato fotovoltaico, según las necesidades.
Son posibles otras soluciones y dentro de la capacidad del experto en la técnica.
El método 1, según la invención, es particularmente adecuado para ser implementado por un dispositivo 300 informatizado (p. ej. un microprocesador u otros recursos de procesamiento equivalentes) y se describirá ahora con referencia a este tipo de implementación.
Para favorecer la simplicidad, el método 1 se describe a continuación con especial referencia a su implementación en una realización del aparato 500 fotovoltaico, en el que la red 600 de distribución de energía eléctrica es de tipo monofásica y por lo tanto proporciona una tensión monofásica Tred en la sección 520 de CA del aparato 500 fotovoltaico.
Sin embargo, el método 1 puede implementarse evidentemente con ligeras modificaciones dentro de la capacidad del experto en la técnica en realizaciones del aparato 500 fotovoltaico, en las que la red 600 de distribución de energía eléctrica es del tipo multifase (p. ej. del tipo trifásico) y proporciona múltiples (p. ej. tres) tensiones de fase.
Según la invención, el método 1 comprende la etapa de ejecutar cíclicamente un primer procedimiento 11 de control para controlar el dispositivo 100 de protección.
El primer procedimiento 11 de control utiliza uno o más valores umbral de corriente Ith1 , Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos para determinar si están presentes corrientes de fuga de CA anómalas Ifuga, que requieren la intervención del dispositivo 100 de protección.
En paralelo, el método 1 comprende la etapa de ejecutar un procedimiento 13 de vigilancia para comprobar la tensión de fase Tred de la red 600 de distribución de energía eléctrica (p. ej. en la sección 260 de CA del aparato fotovoltaico) con el fin de identificar posibles transitorios positivos relevantes de dicha tensión de fase.
Si el procedimiento 13 de vigilancia identifica transitorios positivos relevantes de la tensión de fase Tred, el método 1 comprende la etapa 14 de proporcionar uno o más valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4, nuevos que son preferiblemente mayores que los valores umbral Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos.
El método 1 prevé además terminar el primer procedimiento 11 de control (y preferiblemente el procedimiento 13 de vigilancia) y ejecutar un segundo procedimiento 12 de control para controlar el dispositivo 100 de protección.
El segundo procedimiento 12 de control se ejecuta cíclicamente solamente durante un intervalo de tiempo Tsalida predeterminado.
El segundo procedimiento 12 de control utiliza los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 para determinar si están presentes corrientes de fuga de CA Ifuga anómalas, que requieren la intervención del dispositivo 100 de protección.
Una vez transcurrido el intervalo de tiempo Tsalida, se termina el segundo procedimiento 12 de control y el primer procedimiento 11 de control (y preferiblemente el procedimiento 13 de vigilancia) se ejecuta de nuevo cíclicamente para controlar el dispositivo 100 de protección
A partir de lo anterior es evidente cómo el concepto básico del método 1 de la invención consiste en vigilar la red 600 de distribución de energía eléctrica de tensión de CA y adoptar condiciones más relajadas para determinar si existen corrientes de fuga anómalas en caso de que se identifiquen transitorios positivos relevantes de dicha tensión de CA. De esta manera, se pueden evitar intervenciones no deseadas del dispositivo 100 de protección de corriente en las circunstancias (p. ej. cuando la red 600 de distribución de energía eléctrica se restablece después de un evento de caída de tensión o un evento de fallo) en las que posibles aumentos medidos de las corrientes de fuga Ifuga pueden no ser un indicativo inequívoco de condiciones anómalas en el aparato fotovoltaico.
El método 1, según la invención, proporciona de este modo un control consistente del dispositivo 100 de protección con alta inmunidad a los transitorios de tensión en la red 600 de distribución de energía eléctrica. Esto permite evitar o reducir la ocurrencia de interrupciones inútiles del funcionamiento del aparato 500 fotovoltaico.
Preferiblemente, en una implementación informática digital del método 1, los procedimientos 11, 12, 13 descritos anteriormente se ejecutan en cualquier período de muestreo Ts determinado adoptado para adquirir valores de detección indicativos de las cantidades físicas (p. ej. corrientes de fuga IFUGA, tensiones de fase TRED) verificadas o procesadas durante dichos procedimientos.
Dicho de otro modo, los procedimientos 11, 12, 13 descritos anteriormente se ejecutan preferiblemente dentro de un tiempo TS = t2-t1 donde t1, t2 son instantes de muestreo posteriores, en los que valores de detección posteriores son indicativos de las cantidades físicas verificadas o procesadas durante dichos procedimientos. Preferiblemente, en una implementación informática digital del método 1, el intervalo de tiempo Tsalida es igual a algunas decenas de períodos de muestreo Ts, p. ej. Tsalida“ 50Ts .
Haciendo referencia a las figuras 2-4, el método 1, según la invención, se describe aquí con más detalles.
Como se mencionó anteriormente, el método 1 comprende la etapa de ejecutar cíclicamente el primer procedimiento 11 de control para controlar el dispositivo 100 de protección de corriente de fuga.
El primer procedimiento 11 de control prevé la comparación de algunos valores de verificación de corriente IL, AIL, que son indicativos del comportamiento de las corrientes de fuga de CA Ifuga en el aparato fotovoltaico, con uno o más valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos previstos para dichas corrientes de fuga con el fin de determinar si existen condiciones anómalas y debe activarse el dispositivo 100 de protección.
Preferiblemente, los valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos se almacenan en una memoria de almacenamiento.
En general, el número y la magnitud de dichos valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos dependen de las etapas de procesamiento implementadas por el primer procedimiento 11 de control. Haciendo referencia a la figura 3, se muestra una secuencia preferida de etapas para el primer procedimiento 11 de control. Preferiblemente, el procedimiento 11 de control comprende la etapa de obtención de los valores de verificación de corriente IL, AIL (referencia 112).
Preferiblemente, los valores de verificación de corriente mencionados comprenden un primer valor de verificación de corriente IL, que es indicativo del RMS o valor pico de las corrientes de fuga Ifuga, y un segundo valor de verificación de corriente AlL, que es indicativo de la variación de las corrientes de fuga Ifuga (más en particular de variación del RMS o valor pico de dichas corrientes de fuga) a lo largo del tiempo (p. ej. durante uno o más períodos de muestreo Ts). En la práctica, el segundo valor de verificación de corriente AIL es indicativo de la variación de pendiente (o derivada) de las corrientes de fuga Ifuga.
Preferiblemente, la etapa de obtención de los valores de verificación de corriente IL, AIL comprende la etapa de adquirir los valores S2' de detección de corriente indicativos de las corrientes de fuga Ifuga y la etapa de cálculo de los valores de verificación de corriente IL, AIL sobre la base de dichos valores de detección de corriente. Convenientemente, en una implementación informática digital del método 1, los valores S2' de detección de corriente mencionados se obtienen muestreando apropiadamente las segundas señales S2 de detección proporcionadas por los segundos medios 260 de detección.
Preferiblemente, el procedimiento 11 de control comprende entonces una etapa de comparación de los valores de verificación de corriente IL, AIL con los valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 (referencias 113-116).
Preferiblemente, si los valores de verificación de corriente IL, AIL exceden uno o más de los valores umbral de corriente Ithi, Ith2, Ith3, Ith4, el procedimiento 11 de control comprende la etapa de generar una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección, provocando de este modo la activación de este último.
Convenientemente, la comparación entre los valores de verificación de corriente IL, AIL y los valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 se produce según la secuencia de comparación preferida descrita a continuación.
El primer valor de verificación de corriente IL se compara con un primer valor umbral de corriente Ith1 (referencia 113). El primer valor umbral de corriente Ith1 es indicativo de un valor máximo aceptable para las corrientes de fuga Ifuga.
Si el primer valor de verificación de corriente IL excede el primer valor umbral de corriente Ith1, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el primer valor de verificación de corriente IL no excede el primer valor umbral de corriente Ith1, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un segundo valor umbral de corriente Ith2 (referencia 114). El segundo valor umbral de corriente Ith2 es indicativo de un primer valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el segundo valor umbral de corriente Ith2, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no supera el segundo valor umbral de corriente Ith2, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un tercer valor umbral de corriente Ith3 (referencia 115). El tercer valor umbral de corriente Ith3 es indicativo de un segundo valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga. Convenientemente, el tercer valor umbral de corriente Ith3 es mayor que el segundo valor umbral de corriente Ith2.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el tercer valor umbral de corriente Ith3, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no supera el tercer valor umbral de corriente Ith3, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un cuarto valor umbral de corriente Ith4 (referencia 116). El cuarto valor umbral de corriente Ith3 es indicativo de un tercer valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga. Convenientemente, el cuarto valor umbral de corriente Ith4 es mayor que el tercer valor umbral de corriente Ith3.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el cuarto valor umbral de corriente Ith4, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no supera el cuarto valor umbral de corriente Ith4, el procedimiento 11 de control se concluye y se repetirá en un siguiente período de muestreo Ts.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 2, en paralelo con la ejecución del procedimiento 11 de control, el método según la invención prevé la ejecución de un procedimiento 13 de vigilancia para verificar la tensión de fase Tred e identificar posibles transitorios positivos relevantes de dicha tensión de fase, como se mencionó anteriormente
Preferiblemente, el procedimiento 13 de vigilancia comprende una etapa de obtención de tensión, un valor de verificación AV indicativo de una variación durante un período de tiempo predeterminado de la tensión de fase Tred (referencia 132). El valor de verificación de tensión AV es en la práctica indicativo de la variación de pendiente (o derivada) de la tensión de fase Tred.
Preferiblemente, la etapa de obtención del valor de verificación de tensión AV comprende la etapa de adquirir valores S1' de detección de tensión indicativos de la tensión de fase Tred y la etapa de cálculo del valor de verificación de tensión AV sobre la base de dichos valores de detección de tensión.
Convenientemente, en una implementación informática digital del método 1, los valores S1' de detección de tensión mencionados se obtienen muestreando apropiadamente las primeras señales S1 de detección proporcionadas por los primeros medios 250 de detección.
Preferiblemente, si el valor de verificación de tensión AV es indicativo de una variación negativa o nula de la tensión de fase Tred (condición AV <= 0), el procedimiento 13 de vigilancia se concluye y se repetirá en un siguiente período de muestreo Ts.
Preferiblemente, si los valores de verificación de tensión AV son indicativos de una variación positiva de la tensión de fase Tred (condición AV> 0), el procedimiento 13 de vigilancia comprende la etapa de comparar el valor de verificación de tensión AV con un valor umbral de tensión Tth predefinido (referencia 133). El valor umbral de tensión Tth es indicativo de un valor máximo de variación de pendiente (o derivada) aceptable para la tensión de fase Tred.
Preferiblemente, si el valor de verificación de tensión AV no excede el valor umbral de tensión Tth predefinido, el procedimiento 13 de vigilancia se concluye y se repetirá en un siguiente período de muestreo Ts.
Preferiblemente, si el valor de verificación de tensión AV excede el valor umbral de tensión Tth, se identifica un transitorio positivo relevante de dicha tensión de fase. Se concluye el procedimiento 13 de vigilancia. Como se mencionó anteriormente, preferiblemente, el procedimiento 13 de vigilancia se ejecutará nuevamente después de que haya pasado el intervalo de tiempo Tsalida y el procedimiento 12 de control se ejecute nuevamente.
Evidentemente, se obtienen múltiples valores de verificación AV y se comparan con múltiples valores umbral de tensión Tth, si la red 600 de distribución de energía eléctrica es del tipo multifase.
Como se mencionó anteriormente, si el procedimiento 13 de vigilancia identifica transitorios positivos relevantes de la tensión de fase Tred, el método 1 proporciona uno o más nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 (etapa 14 de la figura 2).
Preferiblemente, los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 son mayores que los valores umbral Ith1, Ith25 Ith3, Ith4 predefinidos. De esta manera, son indicativos de condiciones más relajadas para determinar si existen corrientes de fuga anómalas.
Según una posible realización de la invención, los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 están predefinidos y convenientemente almacenados en una memoria de almacenamiento. En este caso, la etapa de proporcionar los nuevos valores umbral de corriente consiste básicamente en cargar dichos nuevos valores umbral de corriente desde dicha memoria de almacenamiento.
Según una posible realización de la invención, los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 se calculan dinámicamente procesando adecuadamente los valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos.
En este caso, la etapa de proporcionar dichos nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 comprende las siguientes etapas:
- adquirir valores S2' de detección de corriente indicativos de dichas corrientes de fuga;
- calcular los valores de corrección umbral Ath1, Ath2, Ath3, Ath4 para corregir los valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos basándose en dichos valores S2' de detección de corriente y el valor de verificación de tensión AV;
- calcular los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 basándose en dichos valores umbral de corriente Ith1, Ith2, Ith3, Ith4 predefinidos y los valores de corrección umbral Ath1, Ath2, Ath3, Ath4.
En la práctica, según esta realización, los valores de corrección umbral Ath1, Ath2, Ath3, Ath4 se calculan basándose en el comportamiento de las corrientes de fuga detectadas y la tensión de fase. Los nuevos valores umbral de corriente se calculan entonces a partir de los valores umbral de corriente predefinidos como: I'th1 = Ith1 Ath1; I'th2 = Ith2 AtH2; I'TH3 = ITH3 AtH3; I'TH4 = ITH4 AtH4.
Como se mencionó anteriormente, si el procedimiento 13 de vigilancia identifica transitorios positivos relevantes de la tensión de fase Tred, el método 1 prevé terminar el primer procedimiento 11 de control (y preferiblemente el procedimiento 13 de vigilancia) y ejecutar un segundo procedimiento 12 de control para controlar el dispositivo 100 de protección.
El segundo procedimiento 12 de control está configurado para comparar los valores de verificación de corriente IL, AIL, que son indicativos del comportamiento de las corrientes de fuga de CA Ifuga en el aparato fotovoltaico, con los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 previstos para dichas corrientes de fuga con el fin de determinar si existen condiciones anómalas y debe activarse el dispositivo 100 de protección.
En general, el número y la magnitud de dichos nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 dependen de las etapas de procesamiento implementadas por el segundo procedimiento 12 de control.
Haciendo referencia a la figura 4, se muestra una secuencia preferida de etapas para el segundo procedimiento 12 de control.
Preferiblemente, el procedimiento 12 de control comprende una etapa de obtención de los valores de verificación de corriente IL, AIL (referencias 122).
Como se mencionó anteriormente, los valores de verificación de corriente mencionados comprenden preferiblemente un primer valor de verificación de corriente IL, que es indicativo del RMS o valor pico de dichas corrientes de fuga, y un segundo valor de verificación de corriente AIL, que es indicativo de la variación de dichas corrientes de fuga a lo largo del tiempo.
Preferiblemente, de manera similar para el procedimiento 11 de control descrito anteriormente, la etapa de obtención de los valores de verificación de corriente IL, AIL comprende la etapa de adquirir valores S2' de detección de corriente indicativos de dichas corrientes de fuga y la etapa de cálculo de los valores de verificación de corriente IL, AIL sobre la base de dichos valores de detección de corriente.
Preferiblemente, el procedimiento 12 de control comprende una etapa de comparar los valores de verificación de corriente IL, AIL con los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 (referencias 123-126).
Preferiblemente, si los valores de verificación de corriente IL, AIL exceden uno o más de los valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4, el procedimiento 12 de control comprende la etapa de generar una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección, provocando de este modo la activación de este último.
Convenientemente, la comparación entre los valores de verificación de corriente IL, AIL y los nuevos valores umbral de corriente I'th1, I'th2, I'th3, I'th4 se produce según la secuencia de comparación preferida descrita a continuación.
El primer valor de verificación de corriente IL se compara con un primer nuevo valor umbral de corriente I'th1 (referencia 123). El primer nuevo valor umbral de corriente I'th1 es indicativo de un valor máximo aceptable para las corrientes de fuga Ifuga.
Si el primer valor de verificación de corriente IL excede el primer nuevo valor umbral de corriente I'th1, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el primer valor de verificación de corriente IL no excede el primer nuevo valor umbral de corriente I't h i, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un segundo nuevo valor umbral de corriente I'th2 (referencia 124). El segundo nuevo valor umbral de corriente I'th2 es indicativo de un primer valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el segundo nuevo valor umbral de corriente I'th2, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no excede el segundo nuevo valor umbral de corriente I'th2, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un tercer nuevo valor umbral de corriente I'th3 (referencia 125). El tercer nuevo valor umbral de corriente I'th3 es indicativo de un segundo valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga. Convenientemente, el tercer nuevo valor umbral de corriente I'th3 es mayor que el segundo nuevo valor umbral de corriente I'th2. Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el tercer nuevo valor umbral de corriente I'th3, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no excede el tercer nuevo valor umbral de corriente I'th3, el segundo valor de verificación de corriente AIL se compara con un cuarto nuevo valor umbral de corriente I'th4 (referencia 126). El cuarto nuevo valor umbral de corriente I'th3 es indicativo de un tercer valor de variación de pendiente aceptable para las corrientes de fuga Ifuga. Convenientemente, el cuarto nuevo valor umbral de corriente I'th4 es mayor que el nuevo tercer valor umbral de corriente I'th3. Si el segundo valor de verificación de corriente AIL excede el cuarto nuevo valor umbral de corriente I'th4, se genera una orden de activación TC para el dispositivo 100 de protección.
Si el segundo valor de verificación de corriente AIL no supera el cuarto nuevo valor umbral de corriente I'th4, el procedimiento 12 de control se concluye y se repetirá en un siguiente período de muestreo Ts. Como se mencionó anteriormente, el segundo procedimiento 12 de control se repite cíclicamente hasta que haya pasado el intervalo de tiempo Tsalida.
Cuando ha pasado el intervalo de tiempo, el segundo procedimiento 12 de control finaliza y el primer procedimiento de control (y posiblemente el procedimiento 13 de vigilancia) se inicia nuevamente para su ejecución cíclica.
El método, según la invención, es particularmente adecuado para ser implementado por un dispositivo 300 informatizado capaz de almacenar y ejecutar instrucciones de software para llevar a cabo dicho método.
Preferiblemente, el dispositivo 300 informatizado se incluye en la unidad 200 de control.
El método, según la presente invención, es bastante eficaz para gestionar el funcionamiento del dispositivo 100 de protección cuando la tensión de CA Tred proporcionada por la red 600 de distribución de energía eléctrica no es estable, más particularmente está sujeta a transitorios positivos que podrían dar lugar a intervenciones no deseadas del propio dispositivo de protección.
Como se mencionó anteriormente, el método, según la invención, asegura un control consistente del dispositivo 100 de protección con alta inmunidad a los transitorios de tensión en la red 600 de distribución de energía eléctrica, lo que permite mejorar la gestión del funcionamiento del aparato fotovoltaico.
El método, según la invención, está particularmente adaptado para ser implementado digitalmente mediante recursos informáticos que se pueden instalar sobre el aparato fotovoltaico, preferiblemente en el inversor de este último.
El método, según la invención, es por tanto de implementación práctica relativamente fácil y rentable en el campo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Método (1) para controlar un dispositivo (100) de protección de corriente de fuga en un aparato (500) fotovoltaico, dicho aparato fotovoltaico que está adaptado para ser conectado eléctricamente a una red (600) de distribución de energía eléctrica que tiene una o más tensiones de fase en una sección (530) de CA de dicho aparato fotovoltaico, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- ejecutar un primer procedimiento (11) de control para controlar dicho dispositivo de protección de corriente de fuga, dicho primer procedimiento de control que proporciona una comparación de valores de verificación de corriente (IL, AIL) indicativos de corrientes de fuga (Ifuga) en dicho aparato fotovoltaico con uno o más valores umbral de corriente (Ith1, Ith2, Ith3, Ith4) predefinidos para dichas corrientes de fuga;
- ejecutar un procedimiento (13) de vigilancia para verificar dichas tensiones de fase e identificar posibles transitorios positivos relevantes de dichas tensiones de fase;
- si dicho procedimiento de vigilancia identifica transitorios positivos relevantes de dichas tensiones de fase, proporcionar uno o más nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4) para dichas corrientes de fuga (Ifuga), terminar la ejecución de dicho primer procedimiento (11) de control y ejecutar un segundo procedimiento (12) de control para controlar dicho dispositivo de protección de corriente de fuga, dicho segundo procedimiento de control que proporciona una comparación de dichos valores de verificación de corriente con dichos nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4) para dichas corrientes de fuga, dicho segundo procedimiento de control que se ejecuta únicamente durante un intervalo de tiempo (Tsalida) predefinido;
- una vez transcurrido dicho período de tiempo predefinido, finalizar la ejecución de dicho segundo procedimiento (12) de vigilancia y volver a ejecutar dicho primer procedimiento (11) de control.
2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4) son mayores que dichos valores umbral de corriente (Ith1, Ith2, Ith3, Ith4) predefinidos.
3. Método, según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicho procedimiento (13) de vigilancia comprende las siguientes etapas:
- obtener (13) valores de verificación de tensión (AV) indicativos de una variación durante un período de tiempo predeterminado de dichas tensiones de fase;
- si dichos valores de verificación de tensión (AV) son indicativos de una variación positiva de dichas tensiones de fase, comparar dichos valores de verificación de tensión con valores umbral de tensión (Tth) predefinidos.
4. Método, según la reivindicación 3, caracterizado por que la etapa de obtención de dichos valores de verificación de tensión (AV) comprende la etapa de adquirir valores (S1') de detección de tensión indicativos de dichas tensiones de fase y la etapa de cálculo de dichos valores de verificación de tensión sobre la base de dichos valores de detección de tensión.
5. Método, según una o más de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizado por que dicha etapa de proporcionar dichos nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4) comprende las siguientes etapas :
- adquirir valores (S2') de detección de corriente indicativos de dichas corrientes de fuga (Ifuga);
- calcular valores de corrección umbral (Ath1, Ath2, Ath3, Ath4) para corregir dichos valores umbral de corriente (Ith1, Ith2, Ith3, Ith4) predefinidos basándose en dichos valores de detección de corriente y dichos valores de verificación de tensión (AV);
- calcular dichos nuevos valores umbral de corriente basándose en dichos valores umbral de corriente predefinidos y dichos valores de corrección umbral.
6. Método, según una o más de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizado por que dichos nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4) están predefinidos, dicha etapa de proporcionar dichos nuevos valores umbral de corriente comprende cargar dichos nuevos valores umbral de corriente desde una memoria de almacenamiento.
7. Método, según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el primer procedimiento (11) de control comprende las siguientes etapas:
- obtener dichos valores de verificación de corriente (IL, AIL);
- comparar dichos valores de verificación de corriente con dichos valores umbral de corriente (Ith1, Ith2, Ith3, Ith4) predefinidos;
- si dichos valores de verificación de corriente exceden uno o más de dichos valores umbral de corriente predefinidos, generar una orden de activación (TC) para dicho dispositivo de protección de corriente de fuga.
8. Método, según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el segundo procedimiento (12) de control comprende las siguientes etapas:
- obtener dichos valores de verificación de corriente (IL, AIL);
- comparar dichos valores de verificación de corriente con dichos nuevos valores umbral de corriente (I'th1, I'th2, I'th3, I'th4);
- si dichos valores de verificación de corriente superan uno o más de dichos nuevos valores umbral de corriente, generar una orden de activación (TC) para dicho dispositivo de protección de corriente de fuga.
9. Método, según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que la etapa de obtención de dichos valores de verificación de corriente (IL, AIL) comprende la etapa de adquirir valores (S2') de detección de corriente indicativos de dichas corrientes de fuga (Ifuga) y la etapa de cálculo de dichos valores de verificación de corriente sobre la base de dichos valores de detección de corriente.
10. Un programa (350) informático, almacenado o almacenable en un medio de almacenamiento, caracterizado por que comprende instrucciones de software para implementar un método (1), según una o más de las reivindicaciones anteriores.
11. Una unidad (200) de control caracterizada por que comprende recursos (300) de procesamiento configurados para ejecutar instrucciones (350) de software para implementar un método (1), según una o más de las reivindicaciones 1 a 9.
12. Un aparato (500) fotovoltaico caracterizado por que comprende una unidad (200) de control según la reivindicación 11.
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