ES2917379T3 - Método y sistema para el control de caída de sistemas de energía - Google Patents

Método y sistema para el control de caída de sistemas de energía Download PDF

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Abstract

Se proporciona un sistema (100) que incluye un procesador. El sistema (100) también incluye una memoria (1104) que almacena instrucciones; Cuando el procesador lo ejecuta (1102), las instrucciones configuran el procesador (1102) para realizar ciertas operaciones. Las operaciones incluyen recibir mediciones del sensor de una fuente de energía o dispositivo eléctrico (104) y generar, según las mediciones del sensor, un procedimiento de control de caída (800) que incluye una curva de control de caída (801, 802, 804, 806, 808) que tiene una pendiente no constante. Las operaciones incluyen además la regulación de una entrega de energía desde la fuente de energía eléctrica o el dispositivo (104) a un bus (102) de acuerdo con el procedimiento de control de la caída (800). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para el control de caída de sistemas de energía
Esta invención se realizó con el apoyo del gobierno bajo el número de contrato N00014-14-C-0103 otorgado por el Departamento de Defensa (DOD). El gobierno tiene ciertos derechos en esta invención.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere al suministro de energía desde una o más fuentes o dispositivos de energía. Más particularmente, la presente descripción se refiere a realizar el control de caída de una o más fuentes de energía o dispositivos tales como generadores o módulos de almacenamiento de energía.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los nuevos sistemas de energía eléctrica pueden incluir elementos de almacenamiento de energía de múltiples funciones.
Por ejemplo, en un caso, se puede usar un elemento de almacenamiento de energía como fuente de generación para mitigar los transitorios en el sistema. En otro caso, el elemento de almacenamiento de energía puede usarse como un dispositivo de respaldo para proporcionar energía en caso de que fallen las fuentes de generación principales.
Los procedimientos tradicionales de control de caída para los sistemas de potencia suelen seguir una línea de control de pendiente fija. Sin embargo, en los nuevos sistemas de energía eléctrica, a medida que cambia la capacidad (por ejemplo, el estado de carga) de un elemento de almacenamiento de energía, el control de caída lineal de pendiente fija se degradará hasta un punto que puede causar inestabilidad en el sistema de energía eléctrica. Para evitar esto, se puede emplear un esquema de control centralizado. Este enfoque, sin embargo, aumenta la complejidad y el coste de dichos sistemas de energía eléctrica, y la fiabilidad del sistema de energía eléctrica puede verse comprometida cuando falla el sistema de control centralizado.
El documento US 2017/0271880 A1 describe un sistema de energía eléctrica que comprende un procesador y una memoria que incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, hacen que el procesador realice operaciones que incluyen: recibir mediciones de sensores desde un módulo de almacenamiento de energía; generar, en base a las mediciones de los sensores, un procedimiento de control de caída que incluya una curva de control de caída que tenga una pendiente no constante; y regular una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía a un bus de acuerdo con el procedimiento de control de caída.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La invención definida en la reivindicación 1 del aparato independiente y el método independiente 4 ayudan a resolver o mitigar los problemas mencionados anteriormente y otros conocidos en la técnica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las realizaciones ilustrativas pueden tomar forma en diversos componentes y disposiciones de componentes. Las realizaciones ilustrativas se muestran en los dibujos adjuntos, a lo largo de los cuales los mismos números de referencia pueden indicar partes correspondientes o similares en los diversos dibujos. Los dibujos tienen únicamente el propósito de ilustrar las realizaciones y no deben interpretarse como limitantes de la descripción. Dada la siguiente descripción ilustradora de los dibujos, los aspectos novedosos de la presente invención deberían ser evidentes para una persona con experiencia ordinaria en la(s) técnica(s) relevante(s).
La figura 1 ilustra una sección de un sistema de energía eléctrica en un ejemplo no cubierto por las reivindicaciones adjuntas.
La figura 2 ilustra un procedimiento de control de caída de potencia reactiva - tensión CA convencional. La figura 3 ilustra un procedimiento de control de caída de potencia real - de frecuencia CA convencional. La figura 4 ilustra una sección de un sistema de distribución de energía eléctrica CC convencional con múltiples recursos de generación.
La figura 5 ilustra una sección de un sistema de distribución de energía eléctrica CA convencional con múltiples recursos de generación.
La figura 6 ilustra un procedimiento de control de caída de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 7 ilustra un procedimiento de control de caída de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 8 ilustra un procedimiento de control de caída de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 9 ilustra un procedimiento de control de caída de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 10 ilustra dos procedimientos de control de caída de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 11 ilustra un diagrama de bloques de un controlador de acuerdo con diversos aspectos descritos en este documento.
La figura 12 muestra un diagrama de flujo de ejemplo de un método para realizar el control de caída, no cubierto por las reivindicaciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Si bien las realizaciones ilustrativas se describen aquí para aplicaciones en particular, debe entenderse que la presente invención no se limita a ellas. El alcance de la protección se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 ilustra una sección de un sistema de energía eléctrica 100 que incluye un conjunto de fuentes de energía o dispositivos conectados a un bus de entrega de energía 102 en cuyo extremo puede haber una carga que toma la energía entregada al bus para realizar una o más funciones. El sistema de energía eléctrica 100 es un sistema de energía eléctrica de corriente alterna (CA). El conjunto de fuentes de energía o dispositivos puede incluir uno o más generadores eléctricos que están conectados al bus de energía 102. Por ejemplo, puede haber una fuente de energía o dispositivo 104, una fuente de energía o dispositivo 106 y una fuente de energía o dispositivo 108 cada uno de los cuales está conectado al bus de suministro de energía 102. En un ejemplo, cada una de las fuentes o dispositivos de energía eléctrica puede ser un activo de generación rotativo, tal como un generador.
La figura 2 ilustra un procedimiento de control de caída de potencia reactiva de tensión de CA convencional 200 que se puede utilizar en asociación con el sistema de energía eléctrica 100. Por ejemplo, para una fuente o dispositivo de energía eléctrica dado (por ejemplo, la fuente o dispositivo de energía eléctrica 104) el procedimiento de control de caída 200 puede caracterizarse por una línea 206. La línea 206 describe una relación entre la salida de tensión por la fuente o dispositivo de energía eléctrica 104, indicada en el eje 202, y la potencia reactiva extraída por una carga conectada al bus. 102. La potencia reactiva se indica en un eje 204. De manera similar, la fuente de energía eléctrica o dispositivo 106 puede estar asociada con una línea 208 que describe la relación entre la tensión emitida por la fuente de energía eléctrica o dispositivo 106 y la potencia reactiva consumida por la carga.
Cada una de las líneas 206 y 208 está delimitada por una tensión máxima 210 y una potencia reactiva máxima 212, que definen el rango operativo de la fuente de energía eléctrica particular o dispositivo asociado con la línea. Además, en el procedimiento de control de caída convencional 200, la pendiente de cada una de las líneas 206 y 208 está predeterminada y se basa en la capacidad nominal de su fuente de energía eléctrica o dispositivo asociado (es decir, la fuente de energía eléctrica o dispositivo 104 y la fuente de energía eléctrica o dispositivo 106, respectivamente).
Además, la pendiente de cada una de las líneas 206 y 208 permanece constante en todo el rango de funcionamiento de la fuente o dispositivos de energía eléctrica asociados, una vez determinada. Generalmente, en el sistema de energía eléctrica 100, usando un procedimiento de control de caída convencional, diferentes fuentes de energía eléctrica o dispositivos con diferentes capacidades nominales tendrán líneas de control de caída que tengan diferentes pendientes.
La figura 3 ilustra otro procedimiento de control de caída de potencia real - frecuencia CA convencional 300 que se puede utilizar en asociación con el sistema de energía eléctrica 100 en lugar del procedimiento de control de caída convencional 200. Para una fuente o dispositivo de energía eléctrica dado, (por ejemplo, la fuente de energía eléctrica o dispositivo 104) el procedimiento de control de caída 300 puede estar caracterizado por una línea 306 que describe una relación entre la frecuencia de la fuente de energía eléctrica o dispositivo 104, indicada en el eje 302 y la potencia real consumida por una carga conectada al bus 102 donde se indica la potencia real en el eje 304.
De manera similar, la fuente de energía eléctrica o dispositivo 106 puede estar asociada con una línea 308 que describe la relación entre la frecuencia de la fuente de energía eléctrica o dispositivo 106 y la potencia real consumida por la carga. Además, cada una de las líneas 306 y 308 está delimitada por una frecuencia máxima 310 y una potencia real máxima 312. Además, cada una de las líneas 306 y 308 tiene una pendiente constante predeterminada en función de su fuente de energía eléctrica asociada o la capacidad nominal del dispositivo.
Aunque los procedimientos de control de caída mencionados anteriormente funcionan bien para coordinar y mantener la estabilidad del bús 102 en el sistema de energía eléctrica 100, estos procedimientos no funcionan bien con otros sistemas de energía. Particularmente, no funcionan bien con sistemas de energía que incluyan módulos de almacenamiento de energía cada vez más populares o sistemas que pueden conectarse al bus 102 para funcionar como fuentes de generación adicionales. Específicamente, los procedimientos de control de caída 200 o 300 no garantizarían la estabilidad de tensión o frecuencia (respectivamente) en el bus 102 porque los módulos o sistemas de almacenamiento de energía tienen capacidad variable. Por ejemplo, los módulos de almacenamiento de energía tienen un estado de carga cambiante a medida que los módulos de almacenamiento de energía se cargan o descargan.
La figura 4 ilustra un sistema de energía eléctrica 400 en el que los procedimientos de control de caída convencionales son inadecuados. El sistema de energía eléctrica 400 es un sistema de energía eléctrica de corriente continua (CC). Incluye un bus de distribución de CC 402 para el cual un generador 404, paneles solares 406 y una turbina eólica 408 pueden servir cada uno como fuente de energía. El sistema de energía eléctrica 400 incluye además un conjunto de módulos de almacenamiento de energía de los cuales se muestran un módulo de almacenamiento de energía 416 y un módulo de almacenamiento de energía 418.
Además, entre el bus de distribución de CC 402 y las fuentes o dispositivos de energía, el sistema de energía eléctrica 400 incluye convertidores de energía que convierten la energía generada a partir de las fuentes antes mencionadas en un nivel de energía o un régimen de energía adecuado para el bus de distribución de CC 402. Por ejemplo, un convertidor de CA a CC 410, un convertidor de CC a CC 412 y un convertidor de CC a CC 414 se colocan entre el generador 404, los paneles solares 406 y la turbina eólica 408 respectivamente y el bus de distribución de CC 402.
La figura 5 ilustra otro sistema de energía eléctrica 500 en el que los procedimientos de control de caída convencionales son inadecuados. El sistema de energía eléctrica 500 es un sistema de energía eléctrica de CA. Incluye un bus de distribución de CA 502 para el cual un módulo de almacenamiento de energía 504, paneles solares 506, una turbina eólica 508, un generador 516 y un generador 518 pueden servir cada uno como fuente de energía o potencia.
Además, entre el bus de distribución de CA 502, hay convertidores de potencia dispuestos que convierten la energía generada a partir de algunas de las fuentes antes mencionadas en un nivel de potencia o un régimen de potencia que es adecuado para el bus de distribución de CA 502. Por ejemplo, un convertidor de CC a CA 510 se coloca entre el bus de distribución de CA 502 y el módulo de almacenamiento de energía 504. Un convertidor de CC a CA 512 se coloca entre los paneles solares 506 y el bus de distribución de CA 502. Y un convertidor de CA a CA 514 se coloca entre el turbina eólica 508 y el bus de distribución de CA 502.
Las figuras 6, 7 y 8 ilustran procedimientos de control de caída que son adecuados para el sistema de energía eléctrica 400, según una realización. Considerando la figura 6 y en relación con el sistema de energía eléctrica 400 de la figura 4, se muestra un procedimiento de control de caída 600 para los activos de almacenamiento y generación de energía. Para un activo de generación rotativo, como el generador 404, la pendiente de la línea de control de caída 602 (indicada como x%) está predeterminada en función de la capacidad nominal (constante) del generador 404. La pendiente es constante en todo el rango operativo del activo
De manera similar, la línea de control de caída 604 de otro generador del sistema de energía eléctrica 400 puede tener una pendiente constante (indicada como y%) en todo el rango operativo. La línea de control de caída 601 está asociada con los paneles solares 406. Además, en el procedimiento de control de caída 600, la región 610 está asociada con la generación de energía de la pluralidad de fuentes conectadas al bus 402. La región 612 está asociada con la carga de los módulos de almacenamiento de energía 416 y 418.
En cambio, las pendientes (indicadas a% y b%) de las líneas de control de caída 606 y 608 asociadas al módulo de almacenamiento de energía 416 o 418, respectivamente, serán variables y dependerán de la capacidad de cada módulo de almacenamiento de energía. Por ejemplo, debido a que la capacidad del módulo de almacenamiento de energía 416 será variable, la pendiente de la línea de control de caída 606 también cambiará según corresponda en función, por ejemplo, del estado de carga (SOC), la energía y la potencia, la temperatura, o el estado del nivel de conservación (SOH) del módulo de almacenamiento de energía 416, según la ecuación 1.
Pendiente = f(SOC, Potencia, Energía, Temperatura (SOH) (1)
Un experto en la técnica reconocerá que la pendiente de la línea de control de caída para el módulo de almacenamiento de energía 416 o 418 puede depender de uno o más, o de todos los parámetros antes mencionados. Además, en algunas realizaciones, la pendiente puede depender de otros parámetros, como la vida útil (caracterizada por la pérdida de capacidad y el crecimiento de la resistencia interna) de la batería. Específicamente, independientemente de la carga, el estado de carga de la batería puede variar en función de su uso o vida útil. Como tal, la capacidad de un módulo de almacenamiento de energía cambia en función de la vida útil o el uso. En consecuencia, estas características se pueden considerar para determinar la pendiente no constante. De acuerdo con la invención, la pendiente depende de dos o más de un estado de carga del módulo de almacenamiento de energía, de un estado del nivel de conservación del módulo de almacenamiento de energía, de mediciones de energía y potencia del módulo de almacenamiento de energía, de una temperatura del módulo de almacenamiento de energía, y de una medida del uso previo del módulo de almacenamiento de energía.
Además, en el procedimiento de control de caída 600, las fuentes renovables no gestionables (solar o eólica) se colocan para que sean las primeras en desplegarse o participar en el suministro de energía a las cargas. Las máquinas eléctricas rotativas (es decir, los generadores), que son fuentes no renovables, se planifican a continuación, y los módulos de almacenamiento de energía 416 y 418 son los últimos en planificarse en función de su capacidad nominal y estado de carga. Este orden de priorización está indicado por el aumento del valor absoluto relativo en la pendiente para cada activo en la figura 6.
Como se muestra en el ejemplo de la figura 7, el procedimiento de control de caída 600 según la invención incluye un rango de control de caída delimitado por dos curvas de control de caída distintas (607 y 609) para tener en cuenta la pendiente variable del módulo de almacenamiento de energía 416. Como tal, un controlador de caída está configurado para regular una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía 416 al bus 402. Esta regulación se logra con una curva de control de caída situada dentro del rango de control de caída o con cualquiera de las curvas de control de caída 607 y 609. Las curvas de control de caída 607 y 609 proporcionan el estado de carga máximo alcanzable y el estado de carga mínimo alcanzable, respectivamente. Las pendientes para cada uno de estos estados se indican como a1% y a2% respectivamente.
El procedimiento de control de caída 600 puede ser un procedimiento de control de caída de frecuencia frente a potencia real o un procedimiento de control de caída de tensión frente a potencia reactiva para sistemas de alimentación de CA. El procedimiento de control de caída 600 también puede ser cualquier otro tipo de procedimiento de control de caída conocido en la técnica, tal como un procedimiento de control de caída de tensión frente a potencia real para sistemas de alimentación de CC. Como tal, dependiendo del tipo de procedimiento de control de caída utilizado, el procedimiento de control de caída 600 también puede ser apropiado para el sistema de energía eléctrica 500, que utiliza un bus de distribución de CA (es decir, el bus 502). En aún otras realizaciones, el procedimiento de control de caída 600 se puede aplicar al sistema CC 400.
La figura 8 ilustra otra realización más de cómo se puede lograr el control de caída para los sistemas de energía eléctrica que incluyen módulos de almacenamiento de energía. En el procedimiento de control de caída 800, cada línea de control de caída puede tener una pendiente no constante a través del rango de funcionamiento. Por ejemplo, el procedimiento de control de caída 800 incluye líneas de control de caída lineales por partes para múltiples activos de generación que tienen capacidades finitas y limitadas. Las diferentes pendientes se determinan en función de las cargas, la capacidad finita y limitada de los módulos de almacenamiento de energía y las características de funcionamiento. Por ejemplo, en un caso de uso, con carga completa o casi total, las pendientes de las líneas de caída se pueden cambiar para que sean líneas de caída más pronunciadas.
El procedimiento de control de caída 800 incluye una línea de control de caída 801 para los paneles solares 406, líneas de control de caída 802 y 804 que pueden estar asociadas con generadores, y líneas de control de caída 806 y 808, que están asociadas con módulos de almacenamiento de energía 416 y 418. Cada línea de control de caída tiene una pendiente no constante como se indicó anteriormente. Por ejemplo, las líneas 802 y 804 son lineales por partes.
Por ejemplo, la línea 802 puede tener una primera pendiente x0% y una segunda pendiente x1%. La línea 804 puede tener una primera pendiente y0% y una segunda pendiente y1%. De manera similar, la línea 801 tiene dos pendientes diferentes (z0% y z1%). La línea 806 puede tener una primera pendiente a0% y una segunda pendiente a1%, y la línea 808 puede tener una primera pendiente b0% y una segunda pendiente b1%. Además, en el procedimiento de control de caída 800, la región 810 está asociada con la generación de energía de la pluralidad de fuentes conectadas al bus 402, mientras que la región 812 está asociada con la carga de los módulos de almacenamiento de energía 416 y 418.
La figura 9 ilustra otra realización más de cómo se puede lograr el control de caída para los sistemas de energía eléctrica que incluyen módulos de almacenamiento de energía. Cada línea de control de caída del procedimiento puede tener una pendiente no constante. El procedimiento de control de caída 900 puede incluir una línea de control de caída 902 asociada con un generador del sistema de energía eléctrica.
En la figura 9, las pendientes x01 % y x11 % pueden determinarse como se explicó anteriormente con respecto a la figura 8. Para tener en cuenta la capacidad variable del módulo de almacenamiento de energía, el procedimiento de control de caída 900 puede incluir un rango de control de caída delimitado por dos líneas de control de caída distintas (904 y 906). Además, cada línea de control de caída en el rango (incluidas las líneas 904 y 906) puede tener una pendiente no constante como se explicó anteriormente con respecto a la figura 8.
Como resultado, un controlador de caída puede configurarse para regular una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía 416 al bus 402 con una curva de control de caída situada dentro del rango de control de caída o con cualquiera de las curvas de control de caída 904 y 906, para un caso del estado de carga máximo alcanzable y el estado de carga mínimo alcanzable, respectivamente.
El perfil lineal por tramos 904 tiene pendientes a01% y a11% mientras que el perfil lineal por tramos 906 tiene pendientes a02% y a12%. Nuevamente, según el bus de distribución que se use (es decir, CA frente a CC), el procedimiento de control de caída 900 se puede usar con el sistema de energía eléctrica 500. Específicamente, el procedimiento de control de caída 900 puede ser un procedimiento de control de caída de frecuencia en función de la potencia real que se puede utilizar con el sistema de alimentación eléctrica de CA 500.
La figura 10 ilustra otra realización más de cómo se puede lograr el control de caída para los sistemas de energía eléctrica que incluyen módulos de almacenamiento de energía. En el procedimiento de control de caída 1000, cada línea de control de caída puede tener una curvatura no constante en el rango de funcionamiento, pero en lugar de ser lineal por partes, las líneas de control de caída para cada activo pueden tener una curvatura variable. Las líneas de control de caída 1001, 1002 y 1004 pueden estar asociadas con un activo solar, un primer generador y un segundo generador, respectivamente. Cada una de las líneas 1006 y 1008 puede estar asociada a un módulo de almacenamiento de energía.
Además, en el procedimiento de control de caída 1000, la región 1010 está asociada con la generación de energía de la pluralidad de fuentes conectadas al bus 402, mientras que la región 1012 está asociada con la carga de los módulos de almacenamiento de energía 416 y 418. Cuando se trata de un procedimiento de control de caída de frecuencia frente a potencia real, el procedimiento de control de caída 1000 puede usarse con el sistema de energía eléctrica 500.
La figura 10 ilustra además un procedimiento de control de caída 1005 que está adaptado para tener en cuenta la variación en la capacidad de los módulos de almacenamiento de energía. Específicamente, el procedimiento de control de caída 1005 puede incluir un rango de control de caída delimitado por dos líneas de control de caída distintas (1007 y 1009). Además, cada línea de control de caída en el rango (incluidas las líneas 1007 y 1009) puede tener una curvatura variable. En consecuencia, un controlador de caída puede configurarse para regular una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía 416 al bus 402 con una curva de control de caída situada dentro del rango de control de caída o con cualquiera de las curvas de control de caída 1007 y 1009, para un caso del estado de carga máximo alcanzable y el estado de carga mínimo alcanzable, respectivamente.
La figura 11 muestra un diagrama de bloques de un controlador 1100 que puede usarse para controlar una o más fuentes de energía de un sistema de energía eléctrica de acuerdo con los procedimientos de control de caída de ejemplo descritos anteriormente. El controlador 1100, que puede ser un controlador de caída, puede acoplarse comunicativamente a un bus de distribución y a las diversas fuentes de energía eléctrica o dispositivos que se conectan al bus de distribución, como un módulo de almacenamiento eléctrico, un generador, paneles solares y una turbina eólica.
Como se describe a continuación, el controlador 1100 puede incluir sensores o puede estar conectado a sensores que pueden medir la frecuencia de salida, la tensión y la potencia en el bus para cada una de las fuentes de energía eléctrica o dispositivos que incluyen cargas conectadas al bus. En base a las mediciones de los sensores, el controlador 1100 puede configurarse y ajustar la frecuencia o la tensión de salida a la vista de la potencia medida y de acuerdo con uno de los procedimientos de control de caída de ejemplo descritos anteriormente.
El controlador 1100 puede incluir un procesador 1102 que tiene una estructura específica. La estructura específica se puede impartir al procesador 1102 mediante instrucciones almacenadas en una memoria 1104 incluida en el controlador 1100 y/o mediante instrucciones 1120 que el procesador 1102 puede recuperar desde un medio de almacenamiento 1118. El medio de almacenamiento 1118 puede estar localizado en el mismo lugar que el controlador 1100 como se muestra, o puede estar localizado en otro lugar y acoplarse comunicativamente al controlador 1100.
El controlador 1100 puede ser un sistema programable independiente o puede ser un módulo programable localizado en un sistema mucho más grande. Por ejemplo, el controlador 1100 puede ser parte de una fuente o dispositivo de energía eléctrica específico vinculado al bus, donde la fuente o dispositivo de energía eléctrica específico puede así servir para controlar el bus y la fuente de energía o los dispositivos conectados al mismo. El controlador 1100 puede incluir uno o más componentes de hardware o software configurados para obtener, descodificar, ejecutar, almacenar, analizar, distribuir, evaluar o categorizar información. Además, el controlador 1100 puede incluir un módulo de entrada o salida (E/S) 1114 que se puede configurar para interactuar con una pluralidad de sensores que informan de las medidas antes mencionadas al procesador 1102.
El procesador 1102 puede incluir uno o más dispositivos o núcleos de procesamiento (no mostrados).
En algunas realizaciones, el procesador 1102 puede ser una pluralidad de procesadores, cada uno de los cuales tiene uno o más núcleos. El procesador 1102 se puede configurar para ejecutar instrucciones extraídas de la memoria 1104, es decir, de uno de los bloques de memoria 1112, 1110, 1108 o del bloque de memoria 1106, o las instrucciones se pueden recuperar del medio de almacenamiento 1118, o desde un dispositivo a distancia, conectado al controlador 1100 a través de un interfaz de comunicación 1116.
Además, sin pérdida de lo general, el medio de almacenamiento 1118 y/o la memoria 1104 pueden incluir un componente volátil o no volátil, magnético, semiconductor, de cinta, óptico, extraíble, no extraíble, de solo lectura, de acceso aleatorio o de cualquier tipo de medio de ordenador no transitorio interpretable por ordenador. El medio de almacenamiento 1118 y/o la memoria 1104 pueden incluir programas u otra información que puede ser utilizada por el procesador 1102. Además, el medio de almacenamiento 1118 puede configurarse para registrar datos procesados, registrados o recopilados durante el funcionamiento del controlador 1100. Los datos pueden ser marcas de tiempo, marcas de localización, catalogados, indexados u organizados en una variedad de formas consistentes con la práctica de almacenamiento de datos.
En una realización, por ejemplo, el bloque de memoria 1106 puede incluir instrucciones que realizan un procedimiento de control de caída tal como los procedimientos de control de caída ilustrativos descritos anteriormente. Específicamente, cuando las ejecuta el procesador 1102, las instrucciones del bloque de memoria 1106 pueden hacer que el procesador 1102 realice ciertas operaciones.
En un ejemplo, no cubierto por las reivindicaciones, el funcionamiento puede incluir recibir mediciones de sensores de una fuente o dispositivo de energía eléctrica y generar, en base a las mediciones de los sensores, un procedimiento de control de caída que incluya un rango de control de caída delimitado por dos curvas de control de caída distintas. El funcionamiento puede incluir además instruir al procesador para que regule el suministro de energía desde la fuente o dispositivo de energía eléctrica a un bus para regular el suministro de energía de acuerdo con el procedimiento de control de caída.
En otro ejemplo, no cubierto por las reivindicaciones, el funcionamiento puede incluir recibir mediciones de sensores de una fuente o dispositivo de energía eléctrica y generar, en base a las mediciones de los sensores, un procedimiento de control de caída que incluya una curva de control de caída que tenga una pendiente no constante o curvatura. El funcionamiento incluye además la regulación de un suministro de energía desde la fuente o dispositivo de energía eléctrica a un bus de acuerdo con el procedimiento de control de caída.
La figura 12 ilustra un método de ejemplo 1200, no cubierto por las reivindicaciones, que puede ser ejecutado por el controlador 1100. El método 1200 comienza en la etapa 1202 e incluye recibir en la etapa 1204, por parte del controlador 1100, mediciones del sensor indicativas del estado de un fuente o dispositivo de energía eléctrica. El método 1200 incluye además generar en la etapa 1206, en base a las mediciones de los sensores, un procedimiento de control de caída que incluya una curva de control de caída que tenga una pendiente o curvatura no constante. El método 1200 incluye además regular, en la etapa 1208, un suministro de energía desde la fuente o dispositivo de energía eléctrica a un bus de acuerdo con el procedimiento de control de caída. El método 1200 termina en la etapa 1210. En general, cualquiera de los ejemplos de procedimientos de control de caída puede usarse en el contexto del método 1200. Por ejemplo, la etapa 1206 puede incluir la generación de un procedimiento de control de caída que incluya un rango de control de caída, como se describió anteriormente. .
Las realizaciones de ejemplo descritas en este documento resuelven el problema del control de caída lineal tradicional cuando se aplica a un sistema de energía eléctrica con múltiples activos de generación, incluido el almacenamiento de energía. Las realizaciones presentan líneas de control de caída de pendiente no constante, que pueden ser lineales o no lineales por partes, con curvatura variable. En las realizaciones, las fuentes de energía múltiples, pero diferentes pueden trabajar juntas en sincronía y armonía.
Las realizaciones permiten la generación de energía distribuida y los controles para los sistemas de energía que contengan almacenamiento de energía y, como tal, un sistema integrado que realice el control de caída como se describe en el presente documento puede funcionar de forma autónoma o semiautónoma, es decir, sin controles centralizados o toma coordinada de decisiones. Además, cuando existen controles o comunicaciones centralizados, el controlador y/o método de caída de ejemplo puede servir como respaldo en el caso de una emergencia o como una medida de redundancia que permita el funcionamiento del sistema cuando y si se pierden los controles centralizados.
En general, algunas de las realizaciones descritas en este documento proporcionan control de caída de tensión lineal de pendiente variable, que permite controles distribuidos y autónomos de sistemas de alimentación de CC con dispositivos de almacenamiento de energía como activos de generación. Además, algunas de las realizaciones del presente documento pueden proporcionar control de caída de tensión lineal de pendiente variable, que permite controles distribuidos y autónomos de sistemas de alimentación de CA con dispositivos de almacenamiento de energía como activos de generación.
Además, algunas realizaciones cuentan con control de caída de tensión no lineal de curvatura variable o por partes que permite controles distribuidos y autónomos de sistemas de alimentación de CC con dispositivos de almacenamiento de energía como activos de generación. Otras realizaciones cuentan con control de caída de frecuencia no lineal de curvatura variable y por partes que permite controles distribuidos y autónomos de sistemas de alimentación de CA con dispositivos de almacenamiento de energía como activos de generación.
Las realizaciones proporcionan flexibilidad para la optimización del rendimiento y permiten una mejor distribución de la carga a cargas casi completas o máximas. Además, permiten gestionar la potencia, la energía y las cargas en función de la capacidad disponible de almacenamiento de energía. Pueden funcionar de forma independiente y autónoma, lo que mejora la fiabilidad.
Los expertos en la(s) técnica(s) relevante(s) apreciarán que pueden configurarse diversas adaptaciones y modificaciones de las realizaciones descritas anteriormente. Por lo tanto, debe entenderse que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la descripción puede practicarse de forma diferente a como se describe específicamente en este documento.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de energía eléctrica (400; 500), que comprende:
un bus de distribución de corriente alterna CA o corriente continua CC (402; 502);
un módulo de almacenamiento de energía (416; 504) conectado al bus de distribución (402; 502), en el que cuando el bus de distribución es un bus de distribución de CA (502), el sistema de energía eléctrica comprende un convertidor de CC a CA (510) y el módulo de almacenamiento de energía (504) está conectado al bus de distribución de CA (502) a través del convertidor de CC a CA (510);
un procesador (1102);
una memoria (1104) que incluye instrucciones (1120) que, cuando son ejecutadas por el procesador (1102), hacen que el procesador (1102) realice operaciones que incluyen:
recibir medidas de sensores desde el módulo de almacenamiento de energía (416; 504); generar, en base a las mediciones del sensor, un procedimiento de control de caída (600) que incluye una primera curva de control de caída que tiene una pendiente no constante que depende de dos o más de un estado de carga del módulo de almacenamiento de energía, de un estado del nivel de conservación del módulo de almacenamiento de energía, de mediciones de energía y potencia del módulo de almacenamiento de energía, de una temperatura del módulo de almacenamiento de energía y de una medida del uso previo del módulo de almacenamiento de energía, donde la primera curva de control de caída se sitúa dentro de un rango de control de caída delimitado por una segunda curva de control de caída (607) y una tercera curva de control de caída (609) que proporcionan el estado de carga máximo alcanzable y el estado de carga mínimo alcanzable, respectivamente; y regular una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía (416; 504) al bus de distribución (402; 502) de acuerdo con el procedimiento de control de caída (600).
2. El sistema de energía eléctrica (400; 500) de la reivindicación 1, que comprende además un generador rotativo (404; 516) conectado al bus de distribución (402; 502) y en el que el procedimiento de control de caída (600) incluye además una cuarta curva de control de caída (602) para el generador rotativo (404; 516) que tiene una pendiente constante predeterminada en todo el rango operativo del generador rotativo (404; 516).
3. El sistema de energía eléctrica (400; 500) de la reivindicación 1, en el que el procedimiento de control de caída (600) se basa o en un procedimiento de control de caída de potencia real frente a frecuencia o en un procedimiento de control de caída de potencia reactiva frente a tensión para sistemas de alimentación de CA.
4. Un método para controlar un sistema de energía eléctrica (400; 500) que comprende un bus de distribución de CA de corriente alterna o CC de corriente continua (402; 502), un módulo de almacenamiento de energía (416; 504) conectado al bus de distribución -en caso de un bus de distribución de CA a través de un convertidor de CC a CA incluido en el sistema de energía eléctrica-, un procesador (1102) y una memoria (1104) que comprende instrucciones para ser ejecutadas por el procesador (1102), comprendiendo el método:
recibir, por parte del procesador (1102) acoplado al módulo de almacenamiento de energía (416; 504), mediciones del sensor indicativas de un estado del módulo de almacenamiento de energía (416; 504); generar, por parte del procesador (1102) y en base a las mediciones del sensor, un procedimiento de control de caída (600) que incluye una primera curva de control de caída que tiene una pendiente no constante que depende de dos o más estados de carga del módulo de almacenamiento de energía, de un estado del nivel de conservación del módulo de almacenamiento de energía, de mediciones de energía y potencia del módulo de almacenamiento de energía, de una temperatura del módulo de almacenamiento de energía y de una medida del uso previo del módulo de almacenamiento de energía, donde la primera curva de control de caída se sitúa dentro de un rango de control de caída delimitado por una segunda curva de control de caída (607) y una tercera curva de control de caída (609) que proporciona el estado de carga máximo alcanzable y el estado de carga mínimo alcanzable, respectivamente; y
regular, por parte del procesador (1102), una entrega de energía desde el módulo de almacenamiento de energía (416; 504) al bus de distribución de CA de corriente alterna (502) a través del convertidor de CC a CA (510) o al bus de distribución de CC de corriente continua ( 402) según el procedimiento de control de caída (600).
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