ES2889400T3

ES2889400T3 - Procedimiento de control para proteger generadores

Info

Publication number: ES2889400T3
Application number: ES18173442T
Authority: ES
Inventors: Hardwicke, Jr; Daniel Jordy; Timothy Jayko; Talha Haque
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: DK3410556T3; US20180351492A1; US10355629B2; EP3410556A1; EP3410556B1

Abstract

Un procedimiento (200) para controlar un generador, que comprende: recibir (202), mediante uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor; recibir (204), mediante el uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor; recibir (206), mediante el uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador; determinar (212), mediante el uno o más dispositivos de control, una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal; determinar, mediante el uno o más dispositivos de control, un límite de funcionamiento ajustado usando un multiplicador determinado en base a, al menos en parte, la relación de voltaje; y generar, mediante el uno o más dispositivos de control, una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de funcionamiento ajustado.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de control para proteger generadores

[0001] La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas de energía renovable y, más en particular, a un sistema de almacenamiento de energía para su uso en un sistema de energía renovable.

[0002] Las turbinas eólicas han recibido una mayor atención como fuente de energía renovable para generar electricidad. Los sistemas de energía de turbina eólica pueden incluir uno o más generadores. Los uno o más generadores pueden realizar ajustes según las condiciones. Por ejemplo, el uno o más generadores pueden hacer ajustes en una corriente en respuesta a un voltaje medido. Los uno o más generadores se pueden controlar para que funcionen dentro de determinados límites de funcionamiento, tales como límites de corriente y/o límites de temperatura. Sin embargo, los límites de funcionamiento a veces pueden evitar que uno o más generadores realicen ajustes apropiados en respuesta a condiciones variables.

[0003] El documento US 2016/065105 A1 describe un sistema y procedimiento para optimizar el funcionamiento de turbinas eólicas. El procedimiento propuesto en esta técnica anterior incluye proporcionar un regulador de voltaje entre una red eléctrica y una turbina eólica. El regulador de voltaje está configurado para controlar al menos una condición de voltaje de la turbina eólica. El procedimiento incluye además la etapa de comparar, a través de un controlador, al menos una condición de funcionamiento o la condición de voltaje con un umbral predeterminado para determinar una relación de margen a umbral. Jorge García Martínez describe un "Voltage Control in Wind Power Plants with Doubly Fed Generators" en XP055018493, ISBN 978-8-78-917992-6, páginas 1-232.

[0004] De acuerdo con la invención se propone un procedimiento para controlar un generador de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema para controlar un generador de acuerdo con la reivindicación 12. Los modos de realización de la invención se definen en las reivindicaciones adjuntas.

[0005] Diversos aspectos y ventajas de los modos de realización de la presente divulgación se expondrán en parte en la siguiente descripción, o se pueden aprender a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de los modos de realización.

[0006] La presente divulgación proporciona sistemas y procedimientos para proteger un generador. Un procedimiento de ejemplo puede incluir recibir una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor. El procedimiento puede incluir recibir una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor. El procedimiento puede incluir recibir una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador. El procedimiento puede incluir recibir una señal indicativa de un intervalo de banda muerta. El procedimiento puede incluir determinar una relación de voltaje basada, al menos en parte, en el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal. El procedimiento puede incluir determinar un límite de funcionamiento ajustado usando un multiplicador determinado en base a, al menos en parte, la relación de voltaje.

[0007] El procedimiento puede incluir generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de funcionamiento ajustado.

[0008] Un sistema de ejemplo puede incluir uno o más dispositivos de control. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para recibir una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para recibir una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para recibir una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para recibir una señal indicativa de un intervalo de banda muerta. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para determinar una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para determinar un límite de funcionamiento ajustado usando un multiplicador en base a, al menos en parte, la relación de voltaje. Los uno o más dispositivos de control pueden estar configurados para generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de funcionamiento ajustado.

[0009] Se pueden realizar variaciones y modificaciones en estos aspectos de ejemplo de la presente divulgación.

[0010] Diversos rasgos característicos, aspectos y ventajas de diversos modos de realización se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en, y forman parte de, esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la presente divulgación y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios relacionados.

[0011] El análisis detallado de los modos de realización dirigidos a un experto en la técnica se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 representa un sistema de energía DFIG de ejemplo;

la FIG. 2 representa un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación;

la FIG. 3 representa un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación;

la FIG. 4 representa un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación;

la FIG. 5 representa un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación;

la FIG. 6 representa un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación;

la FIG. 7 representa elementos adecuados para su uso en un dispositivo de control de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación; y

la FIG. 8 representa un sistema de energía de ejemplo de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación.

[0012] Se hace referencia ahora en detalle a modos de realización de la invención, uno o más ejemplos de los cuales se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, y no como una limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden hacer diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, los rasgos característicos ilustrados o descritos como parte de un modo de realización se pueden usar con otro modo de realización para producir todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0013] Como se usa en el presente documento, los términos "primero", "segundo" y "tercero", etc. pueden usarse de manera intercambiable para distinguir un componente de otro y no pretenden indicar la ubicación o importancia de los componentes individuales o limitar el número de componentes individuales en un aparato. Como se usa en el presente documento, el término "aproximadamente" cuando se usa en referencia a un voltaje significa dentro de un intervalo de 25 voltios con respecto al valor establecido. Como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un(a)" y "el/la" incluyen referencias en plural a menos que el contenido indique claramente lo contrario.

[0014] Aspectos de ejemplo de la presente divulgación están dirigidos a sistemas y procedimientos para controlar uno o más generadores de un sistema de energía. En modos de realización de ejemplo, el uno o más generadores se pueden controlar para realizar ajustes de potencia de salida (por ejemplo, potencia de salida real y/o reactiva) en base a condiciones variables. Como un ejemplo, el uno o más generadores pueden hacer ajustes en una corriente de salida en respuesta a un voltaje de salida medido asociado al generador. Más específicamente, a medida que disminuye un voltaje medido, se puede aumentar un nivel de corriente para mantener la misma potencia de salida. Además, a medida que aumenta un voltaje medido, se puede disminuir el nivel de corriente para mantener la misma potencia de salida.

[0015] Los uno o más generadores se pueden controlar para que funcionen dentro de límites de funcionamiento, tales como límites de corriente y/o límites de temperatura. Sin embargo, los límites de funcionamiento a veces pueden evitar que uno o más generadores realicen ajustes apropiados en respuesta a condiciones variables. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, se puede determinar un multiplicador en base a parámetros tales como un voltaje medido asociado al generador. El multiplicador se puede utilizar para modificar uno o más límites de funcionamiento para el generador. Por ejemplo, el límite de corriente modificado puede ser el límite de corriente original multiplicado por el multiplicador. Como otro ejemplo, el límite de temperatura modificado puede ser el límite de temperatura original multiplicado por el multiplicador. Basándose en la comparación del límite de funcionamiento modificado con la condición de funcionamiento del generador, un sistema de control puede controlar un convertidor conectado al rotor del generador para reducir la corriente a través del estátor y/o rotor, con el fin de proteger el generador a una mayor capacidad del mismo.

[0016] En algunos modos de realización, un sistema de control asociado a un generador puede determinar una relación de voltaje de un voltaje medido en un estátor del generador en relación con un voltaje nominal. Si la relación de voltaje cae por debajo de un cierto intervalo de banda muerta, entonces se puede entrar en un estado "supervisado". Además, se puede determinar un multiplicador. Si la relación de voltaje está por debajo de un límite inferior de voltaje, entonces el multiplicador se puede determinar en base al límite inferior de voltaje. Si la relación de voltaje no está por debajo del límite inferior de voltaje, entonces el multiplicador se puede determinar en base a la relación de voltaje.

[0017] Si la relación de voltaje está por encima del intervalo de banda muerta, entonces se puede realizar una verificación para determinar si la relación de voltaje es igual o superior a un umbral (por ejemplo, 1). Si la relación de voltaje es igual o superior al umbral, entonces se puede entrar en un estado "no supervisado". Si la relación de voltaje no es igual o superior al umbral y el estado actual es "supervisado", entonces se puede determinar un multiplicador. Como se indicó anteriormente, si la relación de voltaje está por debajo de un límite inferior de voltaje, entonces el multiplicador se puede determinar en base al límite inferior de voltaje. Como se indicó anteriormente, si la relación de voltaje no está por debajo del límite inferior de voltaje, entonces el multiplicador se puede determinar en base a la relación de voltaje.

[0018] De esta manera, los sistemas y procedimientos de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación pueden tener varios efectos y beneficios técnicos. Por ejemplo, aspectos de ejemplo de la presente divulgación tienen el efecto técnico de aumentar los intervalos de funcionamiento de los generadores en condiciones variables. Esto puede dar lugar a una mayor captura de energía y producción de energía debido a una menor reducción de la potencia del generador.

[0019] Con referencia ahora a las figuras, se analizarán con mayor detalle aspectos de ejemplo de la presente divulgación. La FIG. 1 representa un sistema de DFIG 100 de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación, que incluye un DFIG 120. La presente divulgación se analizará con referencia al ejemplo del sistema de DFIG 100 de la FIG. 1 con fines ilustrativos y de análisis. Los expertos en la técnica, usando las divulgaciones proporcionadas en el presente documento, deben entender que los aspectos de la presente divulgación también pueden aplicarse en otros sistemas, tales como sistemas de turbina eólica de conversión de energía total, sistemas de energía solar, sistemas de almacenamiento de energía y otros sistemas de energía.

[0020] En el sistema de DFIG 100 de ejemplo, un componente giratorio 106 incluye una pluralidad de palas de rotor 108 acopladas a un buje giratorio 110. El componente giratorio 106 está acoplado a una caja de engranajes 118 opcional que, a su vez, está acoplada a un generador 120. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, el generador 120 es un generador de inducción de doble alimentación (DFIG) 120.

[0021] El DFIG 120 puede incluir un rotor y un estátor. El DFIG 120 está acoplado típicamente a un bus de estátor 154 y a un convertidor de potencia 162 por medio de un bus de rotor 156. El bus de estátor proporciona una potencia multifásica de salida (por ejemplo, potencia trifásica) desde un estátor del DFIG 120, y el bus de rotor 156 proporciona una potencia multifásica de salida (por ejemplo, potencia trifásica) de un rotor del DFIG 120. Haciendo referencia al convertidor de potencia 162, el DFIG 120 está acoplado por medio del bus de rotor 156 a un convertidor en el lado de rotor 166. El convertidor en el lado de rotor 166 está acoplado a un convertidor en el lado de línea 168 que, a su vez, está acoplado a un bus en el lado de línea 188. En varios modos de realización, se puede acoplar un transformador (no mostrado) al bus en el lado de línea 188 para convertir la potencia de CA del bus en el lado de línea a un voltaje adecuado para su aplicación a una red eléctrica 184.

[0022] En configuraciones de ejemplo, el convertidor en el lado de rotor 166 y el convertidor en el lado de línea 168 están configurados para funcionar usando una disposición de modulación de ancho de pulso (PWM) de dispositivos de conmutación de IGBT u otros dispositivos de conmutación. El convertidor en el lado de rotor 166 y el convertidor en el lado de línea 168 pueden acoplarse por medio de un bus de CC 136 a través del cual está el condensador de enlace de CC 138.

[0023] Además, el convertidor de potencia 162 puede estar acoplado a un dispositivo de control 174 para controlar el funcionamiento del convertidor en el lado de rotor 166 y el convertidor en el lado de línea 168. Cabe destacar que el dispositivo de control 174, en modos de realización típicos, está configurado como una interfaz entre el convertidor de potencia 162 y un sistema de control 176.

[0024] En algunas configuraciones, diversos contactores de línea y disyuntores, incluidos, por ejemplo, un disyuntor de agrupación 182, un disyuntor de bus de rotor 158, un contactor de bus de línea 172 y un disyuntor de bus de línea 186, se pueden incluir para aislar diversos componentes según sea necesario para el funcionamiento normal del DFIG 120 durante conexión a y desconexión de una red de agrupaciones 184. Un disyuntor de bus de línea 186 puede acoplar el bus de sistema 160 a un transformador 180, que está acoplado a la red de agrupaciones 184 por medio del disyuntor de red 182.

[0025] En funcionamiento, la energía generada en el DFIG 120 mediante la rotación del componente giratorio 106 se proporciona por medio de una trayectoria dual a la red de agrupaciones 184. Las trayectorias duales están definidas por el bus de estátor 154 y el bus de rotor 156. En el lado de bus de rotor 156, se proporciona potencia de CA multifásica (por ejemplo, trifásica) sinusoidal al convertidor de potencia 162. El convertidor de potencia en el lado de rotor 166 convierte la potencia de CA proporcionada desde el bus de rotor 156 en potencia de corriente continua (CC) y proporciona la potencia de CC al bus de CC 136. Dispositivos de conmutación (por ejemplo, IGBT) usados en circuitos de puente en paralelo del convertidor de potencia en el lado de rotor 166 pueden modularse para convertir la potencia de CA proporcionada desde el bus de rotor 156 en potencia de CC adecuada para el bus de CC 136.

[0026] El convertidor en el lado de línea 168 convierte la potencia de CC del bus de CC 136 en potencia de CA, que se proporciona al bus en el lado de línea 188. En particular, los dispositivos de conmutación (por ejemplo, IGBT, MOSFET, etc.) usados en los circuitos de puente del convertidor de potencia en el lado de línea 168 pueden modularse para convertir la potencia de CC del bus de CC 136 en potencia de CA en el bus en el lado de línea 188. El transformador 180 puede convertir la potencia de CA a un primer voltaje del bus en el lado de línea 188 en potencia de CA a un segundo voltaje, tal como el voltaje de potencia en el bus de estátor 154. La potencia de CA del convertidor de potencia 162 puede combinarse con la potencia del estátor del DFIG 120 para proporcionar una potencia multifásica (por ejemplo, potencia trifásica) que tiene una frecuencia mantenida sustancialmente a la frecuencia de la red de agrupaciones 184 (por ejemplo, 50 Hz/60 Hz).

[0027] El convertidor de potencia 162 puede recibir señales de control desde, por ejemplo, el sistema de control 176 por medio del dispositivo de control 174. Las señales de control pueden estar basadas, entre otras cosas, en condiciones detectadas o características de funcionamiento del sistema de DFIG 100. Típicamente, las señales de control proporcionan el control del funcionamiento del convertidor de potencia 162. Por ejemplo, retroalimentación en forma de velocidad detectada del DFIG 120 puede usarse para controlar la conversión de la potencia de salida del bus de rotor 156 para mantener una fuente de alimentación multifásica (por ejemplo, trifásica) adecuada y equilibrada. Otra retroalimentación de otros sensores también puede ser usada por el dispositivo de control 174 para controlar el convertidor de potencia 162, incluyendo, por ejemplo, voltajes de bus de estátor y rotor y retroalimentaciones de corriente. Usando las diversas formas de información de retroalimentación, se pueden generar señales de control de conmutación (por ejemplo, instrucciones de temporización de puerta para los IGBT), señales de control de sincronización de estátor y señales de disyuntor.

[0028] Haciendo referencia ahora a las FIG. 2A y 2B, se representa un procedimiento de control 200 de ejemplo para proteger un generador de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. El generador puede ser un generador de DFIG en un sistema DFIG. El generador puede ser un generador de conversión de potencia completa. El generador puede incluir y/o estar en comunicación con un dispositivo de control, tal como el dispositivo de control 710 descrito con referencia a la FIG. 7. El procedimiento 200 se puede ejecutar usando el dispositivo de control 710.

[0029] En (202), se puede recibir una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor. En (204), se puede recibir una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor. En (206), se puede recibir una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador. En (208), se puede recibir una señal indicativa de un intervalo de banda muerta. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de un intervalo de banda muerta. En (210), se puede recibir una señal indicativa de un límite inferior de voltaje. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de un límite inferior de voltaje.

[0030] En (212), se puede determinar una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal. En (214), se puede determinar si la relación de voltaje está por debajo del intervalo de banda muerta. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar si la relación de voltaje está por debajo del intervalo de banda muerta. Si la relación de voltaje está por debajo del intervalo de banda muerta, el procedimiento 200 puede pasar a (216). Si la relación de voltaje no está por debajo del intervalo de banda muerta, el procedimiento 200 puede pasar a (226). En (216), el estado de supervisión se puede establecer en un estado supervisado. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede establecer el estado de supervisión en un estado supervisado. En un estado supervisado, se puede determinar un multiplicador en base a condiciones de voltaje variables para ajustar los límites de funcionamiento asociados al generador.

[0031] En (218), se puede determinar si la relación de voltaje está por debajo del límite inferior de voltaje. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar si la relación de voltaje está por debajo del límite inferior de voltaje. Si la relación de voltaje está por debajo del límite inferior de voltaje, el procedimiento 200 puede pasar a (220). Si la relación de voltaje es igual o superior al límite inferior de voltaje, el procedimiento 200 puede pasar a (224). En (220), se puede crear un multiplicador en base al límite inferior de voltaje. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede crear un multiplicador basándose en el límite inferior de voltaje. En (222), el procedimiento 200 puede finalizar. En (224), se puede crear un multiplicador en base a la relación de voltaje. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede crear un multiplicador basándose en la relación de voltaje. En un modo de realización, el multiplicador se puede elegir de una tabla de consulta. En otro modo de realización, el multiplicador se puede generar a partir de un cálculo. Ya sea que se utilice la tabla de consulta o el cálculo, se puede obtener el multiplicador resultante considerando un desfase en la relación de voltaje. El desfase puede incluir y/o crearse en base a un filtrado de la relación de voltaje, términos relacionados con la construcción del generador y constantes térmicas de tiempo, y/u otros factores que pueden producir un multiplicador apropiado para los límites de funcionamiento del generador. En algunos modos de realización, el multiplicador puede ser igual o mayor que uno.

[0032] En (226), se puede determinar si la relación de voltaje está por encima de un umbral. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar si la relación de voltaje está por encima de un umbral. El umbral puede ser, por ejemplo, 1 o cualquier otro valor apropiado. Si la relación de voltaje está por encima del umbral, el procedimiento 200 puede pasar a (228). Si la relación de voltaje no está por encima del umbral, el procedimiento 200 puede pasar a (230). En (228), el estado de supervisión se puede establecer en un estado no supervisado. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede establecer el estado de supervisión en un estado no supervisado. En un estado no supervisado, es posible que no se determine un multiplicador para ajustar los límites de funcionamiento del generador. En (230), se puede determinar si el estado de supervisión está establecido en un estado supervisado. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar si el estado de supervisión está establecido en un estado supervisado. Si el estado de supervisión está establecido en un estado supervisado, entonces el procedimiento 200 puede pasar a (218). Si el estado de supervisión no está establecido en un estado supervisado, entonces el procedimiento 200 puede pasar a (222).

[0033] Haciendo referencia ahora a la FIG. 3, se representa un procedimiento 300 de ejemplo para determinar un límite de corriente de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. El límite de corriente puede ser un límite de corriente para un generador. El generador puede ser un generador de DFIG en un sistema DFIG. El generador puede ser un generador de conversión de potencia completa. El generador puede incluir y/o estar en comunicación con un dispositivo de control, tal como el dispositivo de control 710 descrito con referencia a la FIG.

7. El procedimiento 300 se puede ejecutar usando el dispositivo de control 710.

[0034] En (302), pueden recibirse uno o más parámetros. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir uno o más parámetros. Al menos uno del uno o más parámetros puede estar relacionado con la temperatura ambiente del generador. Al menos uno del uno o más parámetros puede estar relacionado con la velocidad del generador. Al menos uno del uno o más parámetros puede estar asociado a una velocidad de rotor. Al menos uno del uno o más parámetros puede estar asociado a una temperatura de refrigerante. Al menos uno del uno o más parámetros puede estar asociado a un voltaje en una red eléctrica.

[0035] En (304), se puede determinar un límite de corriente en base a, al menos en parte, un modelo y el uno o más parámetros recibidos. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar un límite de corriente basándose, al menos en parte, en un modelo y el uno o más parámetros recibidos. En (306), se puede determinar un límite de corriente ajustado en base a, al menos en parte, el multiplicador y el límite de corriente. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar un límite de corriente ajustado basándose, al menos en parte, en el multiplicador y el límite de corriente.

[0036] Haciendo referencia ahora a la FIG. 4, se representa un procedimiento 400 de ejemplo para hacer que un convertidor en el lado de rotor se ajuste de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. Un generador puede incluir el convertidor en el lado de rotor. El generador puede ser un generador de DFIG en un sistema DFIG. El generador puede ser un generador de conversión de potencia completa. El generador puede incluir y/o estar en comunicación con un dispositivo de control, tal como el dispositivo de control 710 descrito con referencia a la FIG. 7. El procedimiento 400 se puede ejecutar usando el dispositivo de control 710.

[0037] En (402), se puede recibir una señal indicativa de una corriente. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de una corriente. En (404), se puede generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de corriente ajustado determinado y la corriente. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador basándose, al menos en parte, en el límite de corriente ajustado determinado y en la corriente. La instrucción de potencia puede incluir un valor correspondiente a una potencia real. La instrucción de potencia puede incluir un valor correspondiente a una potencia reactiva. En (406), se puede transmitir una señal indicativa de la instrucción de potencia. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede transmitir una señal indicativa de la instrucción de potencia. La señal puede hacer que un convertidor en el lado de rotor se ajuste en base a la instrucción de potencia.

[0038] Haciendo referencia ahora a la FIG. 5, se representa un procedimiento 500 de ejemplo para determinar un límite de temperatura de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. El límite de temperatura puede ser un límite de temperatura para un generador. El generador puede ser un generador de DFIG en un sistema DFIG. El generador puede ser un generador de conversión de potencia completa. El generador puede incluir y/o estar en comunicación con un dispositivo de control, tal como el dispositivo de control 710 descrito con referencia a la FIG. 7. El procedimiento 500 se puede ejecutar usando el dispositivo de control 710.

[0039] En (502), se puede recibir un límite de temperatura en base a, al menos en parte, la construcción del generador. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir un límite de temperatura en base a, al menos en parte, la construcción del generador. En (504), se puede determinar un límite de temperatura ajustado en base a, al menos en parte, el multiplicador y el límite de temperatura. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede determinar un límite de temperatura ajustado basándose, al menos en parte, en el multiplicador y el límite de temperatura.

[0040] Haciendo referencia ahora a la FIG. 6, se representa un procedimiento 600 de ejemplo para hacer que un convertidor en el lado de rotor se ajuste de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. Un generador puede incluir el convertidor en el lado de rotor. El generador puede ser un generador de DFIG en un sistema DFIG. El generador puede ser un generador de conversión de potencia completa. El generador puede incluir y/o estar en comunicación con un dispositivo de control, tal como el dispositivo de control 710 descrito con referencia a la FIG. 7. El procedimiento 600 se puede ejecutar usando el dispositivo de control 710.

[0041] En (602), se puede recibir una señal indicativa de una temperatura. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede recibir una señal indicativa de una temperatura. En (604), se puede generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de temperatura ajustado determinado y la temperatura. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador basándose, al menos en parte, en el límite de temperatura ajustado determinado y en la temperatura. La instrucción de potencia puede incluir un valor correspondiente a una potencia real. La instrucción de potencia puede incluir un valor correspondiente a una potencia reactiva. En (606), se puede transmitir una señal indicativa de la instrucción de potencia. Por ejemplo, el dispositivo de control 710 puede transmitir una señal indicativa de la instrucción de potencia. La señal puede hacer que un convertidor en el lado de rotor se ajuste en base a la instrucción de potencia.

[0042] La FIG. 7 representa un dispositivo de control 710 de ejemplo de acuerdo con modos de realización de ejemplo de la presente divulgación. El dispositivo de control 710 puede ser, por ejemplo, un dispositivo de control 174 o un sistema de control 176, y puede estar asociado a un sistema de turbina eólica de DFIG, un parque eólico (por ejemplo, un dispositivo de control a nivel de agrupación o de parque) y/o puede incluir uno o más dispositivos de control asociados a aspectos de un sistema de turbina eólica, tales como uno o más dispositivos de control asociados a un sistema de conversión de potencia 162. En algunos modos de realización, el uno o más dispositivos de control 710 pueden incluir uno o más procesadores 712 y uno o más dispositivos de memoria 714. El/los procesador(es) 712 y el/los dispositivo(s) de memoria 714 se pueden distribuir de modo que estén ubicados en uno o más locales o con diferentes dispositivos.

[0043] El/los procesador(es) 712 y el/los dispositivo(s) de memoria 714 pueden estar configurados para realizar una variedad de funciones y/o instrucciones implementadas por ordenador (por ejemplo, realizar los procedimientos, etapas, cálculos y similares, y almacenar datos pertinentes como se divulga en el presente documento). Las instrucciones cuando son ejecutadas por el/los procesador(es) 712 pueden hacer que el/los procesador(es) 712 realicen operaciones de acuerdo con aspectos de ejemplo de la presente divulgación. Por ejemplo, las instrucciones cuando son ejecutadas por el/los procesador(es) 712 pueden hacer que el/los procesador(es) 712 implementen los procedimientos de la FIG. 3 (300) analizados en el presente documento.

[0044] Además, el dispositivo de control 710 puede incluir una interfaz de comunicación 716 para facilitar las comunicaciones entre el dispositivo de control 710 y diversos componentes de un sistema de turbina eólica, parque eólico o sistema de energía, incluyendo parámetros de demanda de energía o consignas de generación de energía como se describe en el presente documento. Además, la interfaz de comunicación 718 puede incluir una interfaz de sensor 718 (por ejemplo, uno o más convertidores de analógico a digital) para permitir que las señales transmitidas desde uno o más sensores 720, 722 se conviertan en señales que el/los procesador(es) 712 puedan entender y procesar. Se debe apreciar que los sensores (por ejemplo, los sensores 720, 722) se pueden acoplar de forma comunicativa a la interfaz de comunicación 718 usando cualquier medio adecuado, tal como una conexión cableada o inalámbrica. Las señales se pueden comunicar usando cualquier protocolo de comunicaciones adecuado. Los sensores (720, 722) pueden ser, por ejemplo, sensores de voltaje, sensores de corriente, sensores de potencia, sensores de temperatura o cualquier otro dispositivo sensor descrito en el presente documento.

[0045] Así pues, el/los procesador(es) 712 puede(n) estar configurado(s) para recibir una o más señales desde los sensores 720 y 722. Por ejemplo, en algunos modos de realización, el/los procesador(es) 712 puede(n) recibir señales indicativas de un voltaje de un bus de CC 136 desde el sensor 720, tal como desde uno o más sensores de voltaje. En algunos modos de realización, el/los procesador(es) 712 puede(n) recibir señales indicativas de una corriente de circuito de puente desde el sensor 722.

[0046] Haciendo referencia ahora a la FIG. 8, se representa un sistema de potencia 100 de ejemplo en una configuración de conversión de potencia completa. Elementos iguales o similares a los de la FIG. 1 están designados con los mismos números de referencia. Como se muestra, en una configuración de conversión de potencia completa, toda la potencia generada por un generador 120 se puede proporcionar a un convertidor de potencia 162. El convertidor de potencia 162 se puede conectar a un bus en el lado de línea 188. El bus en el lado de línea 188 se puede conectar a una red eléctrica 184.

[0047] Como se usa en el presente documento, el término "procesador" no solo se refiere a circuitos integrados que en la técnica aparecen incluidos en un ordenador, sino que también se refiere a un dispositivo de control, un dispositivo de microcontrol, un microordenador, un dispositivo de control de lógica programare (PLC), un circuito integrado específico de la aplicación y otros circuitos programares. Adicionalmente, el/los dispositivo(s) de memoria 714 puede(n) incluir, en general, un/unos elemento(s) de memoria que incluye(n), pero sin limitarse a, un medio legible por ordenador (por ejemplo, memoria de acceso aleatorio (RAM)), un medio no volátil legible por ordenador (por ejemplo, una memoria flash), una memoria de solo lectura en disco compacto (CD-ROM), un disco magnetoóptico (MOD), un disco versátil digital (DVD) y/u otros elementos de memoria adecuados. Dicho(s) dispositivo(s) de memoria 714 puede(n) estar configurado(s), en general, para almacenar instrucciones adecuadas legibles por ordenador que, cuando se implementan por el/los procesador(es) 712, configuran el sistema de control 710 para realizar las diversas funciones descritas en el presente documento.

[0048] La tecnología analizada en el presente documento hace referencia a sistemas basados en la informática y a acciones tomadas por e información enviada hacia y desde los sistemas basados en la informática. Un experto en la técnica reconocerá que la flexibilidad inherente de los sistemas basados en la informática permite una gran variedad de posibles configuraciones, combinaciones y divisiones de tareas y funcionalidad entre componentes. Por ejemplo, los procesos analizados en el presente documento se pueden implementar usando un solo dispositivo informático o múltiples dispositivos informáticos que trabajen de forma combinada. Las bases de datos, la memoria, las instrucciones y las aplicaciones se pueden implementar en un solo sistema o distribuirse en múltiples sistemas. Los componentes distribuidos pueden funcionar secuencialmente o en paralelo.

[0049] Aunque características específicas de varios modos de realización pueden mostrarse en algunos dibujos y no en otros, esto es solo para una mayor comodidad. De acuerdo con los principios de la presente divulgación, cualquier característica de un dibujo puede ser referenciada y/o reivindicada en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo.

[0050] Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluido el modo preferente, y asimismo para permitir que cualquier experto en la técnica lleve a la práctica la invención, lo cual incluye fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos concebidos por los expertos en la técnica. Se pretende que dichos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si incluyen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

i . Un procedimiento (200) para controlar un generador, que comprende:

recibir (202), mediante uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor;

recibir (204), mediante el uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor;

recibir (206), mediante el uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador;

determinar (212), mediante el uno o más dispositivos de control, una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal;

determinar, mediante el uno o más dispositivos de control, un límite de funcionamiento ajustado usando un multiplicador determinado en base a, al menos en parte, la relación de voltaje; y

generar, mediante el uno o más dispositivos de control, una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de funcionamiento ajustado.
2. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que el límite de funcionamiento ajustado comprende un límite de corriente ajustado o un límite de temperatura ajustado.
3. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que el procedimiento comprende recibir, mediante el uno o más dispositivos de control, una señal indicativa de un intervalo de banda muerta; en el que cuando el voltaje está fuera del intervalo de banda muerta, la determinación, mediante el uno o más dispositivos de control, del límite de funcionamiento ajustado comprende:

establecer, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el estado de supervisión en un estado supervisado; en el que cuando está en el estado supervisado, el procedimiento comprende:

determinar, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el multiplicador en base a un límite inferior de voltaje cuando la relación de voltaje está por debajo de un límite inferior de voltaje;

crear, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el multiplicador en base a la relación de voltaje cuando la relación de voltaje establecida está en o por encima del límite inferior de voltaje; y determinar, mediante el uno o más dispositivos de control, el límite de funcionamiento ajustado en base a, al menos en parte, el multiplicador y un límite de funcionamiento inicial.
4. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que cuando la relación de voltaje no está por debajo del intervalo de banda muerta, la determinación, mediante el uno o más dispositivos de control, del límite de funcionamiento ajustado comprende:

establecer, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el estado de supervisión en un estado no supervisado cuando el voltaje está por encima de un umbral.
5. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que cuando la relación de voltaje está dentro del intervalo de banda muerta y cuando el estado de supervisión está en un estado supervisado, la determinación, mediante el uno o más dispositivos de control, del límite de funcionamiento ajustado comprende:

determinar, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el multiplicador en base al límite inferior de voltaje cuando la relación de voltaje establecida está por debajo del límite inferior de voltaje; y determinar, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el multiplicador en base a la relación de voltaje cuando la relación de voltaje establecida está en o por encima del límite inferior de voltaje.
6. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que la instrucción de potencia comprende un valor correspondiente a una potencia real o una potencia reactiva.
7. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que el multiplicador tiene un valor mayor o igual a uno.
8. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que el límite de funcionamiento ajustado es un límite de corriente ajustado, y en el que la determinación, mediante el uno o más dispositivos de control, de un límite de funcionamiento ajustado en base a, al menos en parte, la relación de voltaje comprende, además:

recibir, mediante el uno o más dispositivos informáticos, uno o más parámetros, en el que al menos uno del uno o más parámetros está relacionado con la temperatura ambiente del generador; determinar, mediante el uno o más dispositivos informáticos, un límite de corriente en base a, al menos en parte, un modelo y el uno o más parámetros recibidos; y

determinar, mediante el uno o más dispositivos informáticos, el límite de corriente ajustado en base a, al menos en parte, el multiplicador y el límite de corriente.
9. El procedimiento (200) de la reivindicación 8, en el que al menos uno del uno o más parámetros está asociado a una velocidad de rotor.
10. El procedimiento (200) de la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en el que al menos uno del uno o más parámetros está asociado a una temperatura de refrigerante.
11. El procedimiento (200) de la reivindicación 8, 9 o 10, en el que al menos uno del uno o más parámetros está asociado a un voltaje en una red eléctrica.
12. Un sistema (176) para controlar un generador (120), que comprende:

uno o más dispositivos de control (174) configurados para:

recibir una señal indicativa de un voltaje asociado a un estátor;

recibir una señal indicativa de un voltaje nominal asociado al estátor;

recibir una señal indicativa de un estado de supervisión asociado al generador (120);

recibir una señal indicativa de un intervalo de banda muerta;

determinar una relación de voltaje en base a, al menos en parte, el voltaje asociado al estátor y al voltaje nominal;

determinar un límite de funcionamiento ajustado usando un multiplicador en base a, al menos en parte, la relación de voltaje; y

generar una instrucción de potencia para controlar el funcionamiento del generador en base a, al menos en parte, el límite de funcionamiento ajustado.
13. El sistema (176) de la reivindicación 12, en el que el límite de funcionamiento ajustado comprende un límite de corriente ajustado o un límite de temperatura ajustado.
14. El sistema (176) de la reivindicación 12 o 13, en el que cuando la relación de voltaje está fuera del intervalo de banda muerta, el uno o más dispositivos de control están configurados además para:

establecer el estado de supervisión en un estado supervisado;

determinar el multiplicador en base a un límite inferior de voltaje cuando la relación de voltaje está por debajo del límite inferior de voltaje;

determinar el multiplicador en base a la relación de voltaje cuando la relación de voltaje establecida está en o por encima del límite inferior de voltaje; y

determinar el límite de funcionamiento ajustado en base a, al menos en parte, el multiplicador y un límite de funcionamiento inicial.
15. El sistema (176) de la reivindicación 14, en el que cuando la relación de voltaje no está por debajo del intervalo de banda muerta, el uno o más dispositivos informáticos están configurados además para: establecer el estado de supervisión en un estado no supervisado cuando la relación de voltaje está por encima de un umbral.