MX2014005359A - Sistema y metodo para conversion de potencia para fuentes de energia renovables. - Google Patents
Sistema y metodo para conversion de potencia para fuentes de energia renovables.Info
- Publication number
- MX2014005359A MX2014005359A MX2014005359A MX2014005359A MX2014005359A MX 2014005359 A MX2014005359 A MX 2014005359A MX 2014005359 A MX2014005359 A MX 2014005359A MX 2014005359 A MX2014005359 A MX 2014005359A MX 2014005359 A MX2014005359 A MX 2014005359A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- modulation
- converter
- energy
- mode
- modulation frequency
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F5/00—Systems for regulating electric variables by detecting deviations in the electric input to the system and thereby controlling a device within the system to obtain a regulated output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Un convertidor de energía se configura para transferir energía desde un dispositivo fotovoltaico (PV) hasta un bus de CD interno en el convertidor de energía. El convertidor de energía ejecuta un módulo de modulación para conectar selectivamente uno o más dispositivos de conmutación entre la salida del dispositivo PV y el bus de CD. El convertidor de energía se configura para operar en múltiples modos de operación. En un modo de operación, el convertidor opera con un periodo de modulación fijo y uno de tiempo de encendido variable y en otro modo de operación, el convertidor opera con un periodo variable de modulación y un tiempo de encendido fijo. El convertidor de energía mejorado proporciona la captación de energía altamente eficiente a baja potencia, mejorando la eficiencia de la potencia y permitiendo la captación de energía en condiciones de baja luminosidad con pérdidas reducidas del convertidor.
Description
SISTEMA Y MÉTODO PARA CONVERSIÓN DE POTENCIA PARA FUENTES DE
ENERGÍA RENOVABLES
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica la prioridad para la solicitud provisional de E.U. No. de Ser. 61/555,727, presentada el 4 de noviembre de 2011, cuyo contenido total se incorpora en la presente mediante la referencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El materia descrita en la presente se refiere a convertidores de energía y más específicamente a la conversión mejorada de energía para sistemas de energía renovables durante períodos de baja producción de energía.
En años recientes las crecientes demandas de energía y los crecientes problemas acerca de los suministros de combustibles fósiles y su correspondiente contaminación han conducido a un creciente interés sobre las fuentes de energía renovable. Dos de las fuentes de energía renovables más comunes y mejor desarrolladas son la energía fotovoltaica y la energía eólica. Otras fuentes de energía renovables pueden incluir celdas energéticas, energía hidroeléctrica, energía mareal y generadores de biocombustible o biomasa. Sin embargo, el uso de las fuentes de energía renovables para generar energía eléctrica presenta una nueva serie de retos.
Muchas fuentes de energía renovables proporcionan
un suministro variable de energía. El suministro puede variar, por ejemplo, de acuerdo con la cantidad de viento, capa nubosa o la hora del día. Además, las diferentes fuentes de energía proporcionan diferentes tipos de energía eléctrica. Una turbina eólica, por ejemplo, es más adecuada para proporcionar energía de Corriente Alterna (CA), mientras que una celda fotovoltaica es más adecuada para proporcionar energía de Corriente Directa (CD). Debido a la naturaleza variable de la energía suministrada así como al tipo variable de la energía generada, los convertidores de energía se insertan comúnmente entre la fuente de energía renovable y la red de servicio público o una carga eléctrica, si opera independientemente de la red de servicio público.
Se sabe que los convertidores de energía tienen pérdidas inherentes que evitan que toda la energía generada por la fuente de energía renovable se convierta a energía eléctrica utilizable. A niveles bajos de generación de energía, las pérdidas de energía pueden ser mayores que la energía que se genera por la fuente de energía renovable. El convertidor de energía se apaga típicamente para evitar una condición de operación en la que el sistema de generación de energía esté utilizando realmente más energía de la que genera.
Por lo tanto, a fin de maximizar la eficiencia del sistema de generación de energía, es deseable proporcionar un
convertidor capaz de operar eficientemente en un rango muy amplio de niveles de generación de energía.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La materia descrita en la presente describe un convertidor de energía configurado para transferir energía de un dispositivo fotovoltaico (PV) a un bus de CD interno en el convertidor de energía. El convertidor de energía ejecuta un módulo de modulación para conectar selectivamente uno o más dispositivos de conmutación entre la salida del dispositivo PV y el bus de CD. El convertidor de energía se configura para operar en múltiples modos de operación. En un modo de operación, el convertidor opera con un período fijo de modulación y de tiempo variable y en otro modo de operación, el convertidor opera con un periodo de modulación variable y uno de tiempo fijo. El convertidor de energía mejorado proporciona una captación de energía altamente eficiente a baja potencia, mejorando la eficiencia de la energía y permitiendo la captación de energía en condiciones de baja luz con reducidas pérdidas del convertidor.
De acuerdo con una modalidad de la invención, un convertidor de energía incluye una entrada configurada para recibir energía de una fuente de CD, un bus de CD que tiene una barra positiva y una negativa, al menos un dispositivo de conmutación que conecta selectivamente la entrada al bus de CD como una función de una señal de control correspondiente,
un dispositivo de memoria que almacena una serie de instrucciones y un controlador. El controlador se configura para ejecutar la serie de instrucciones para determinar la magnitud de la energía generada por la fuente de CD, generar la señal de control para cada dispositivo de conmutación en un primer modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de CD excede un umbral predefinido, y generar la señal de control de cada dispositivo de conmutación en un segundo modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de CD es menor que el umbral predefinido. La serie de instrucciones incluye un módulo de modulación que tiene una frecuencia de modulación y una de tiempo. Durante el primer modo de operación, el controlador puede ejecutar el módulo de modulación para generar señales de control a una frecuencia de modulación fija con una variable de tiempo y durante el segundo modo de operación, el controlador puede ejecutar el módulo de modulación para generar señales de control a una frecuencia variable de modulación con una fija en el tiempo.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el dispositivo de memoria almacena una tabla de consulta que define la tasa de cambio de la frecuencia de modulación durante el segundo modo de operación como una función de la frecuencia de modulación actual. Se contempla que la frecuencia de modulación pueda variar desde aproximadamente
10 KHz hasta aproximadamente 50 KHz.
De acuerdo con otra modalidad de la invención, se describe un método para convertir la energía proveniente de una fuente de energía renovable que tiene una capacidad variable de generación de energía a un potencial de voltaje presente en un bus de CD a través de un convertidor de energía. El método incluye las etapas de monitorear la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable, controlar al menos un dispositivo de conmutación en el convertidor de energía a través de una señal de control correspondiente para conectar de manera selectiva la fuente de energía renovable al bus de CD, ejecutar un módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en un primer modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable excede un umbral predefinido, y ejecutar el módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en un segundo modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable es menor que el umbral predefinido.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el módulo de modulación determina un tiempo para cada una de las señales de control dentro de un período de conmutación, en donde el período de conmutación se define como lo inverso de una frecuencia de modulación. Durante el primer modo de
operación, el módulo de modulación genera señales de control a una frecuencia de modulación fija con una variación en el tiempo y durante el segundo modo de operación, el módulo de modulación genera señales de control a una frecuencia variable de modulación con un tiempo fijo.
De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, la ejecución del módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en un segundo modo de operación puede incluir las etapas de leer un cambio deseado en la frecuencia de modulación desde una tabla de consulta almacenada en un dispositivo de memoria del convertidor de energía y variar la frecuencia de modulación incluye sumar o restar el cambio deseado como una función de la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable.
Estos y otros objetivos, ventajas y características de la invención serán aparentes a los expertos en la téenica a partir de la descripción detallada y los dibujos acompañantes. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los dibujos acompañantes, aunque indican modalidades preferidas de la presente invención, se proporcionan a manera de ilustración y no de limitación. Pueden hacerse muchos cambios y modificaciones dentro del alcance de la presente invención, sin apartarse del espíritu de los mismos y la invención incluye todas tales
modificaciones.
BREVE DESCRICIÓN DE LOS DIBUJOS
Varias modalidades ejemplares de la materia expuesta en la presente se ilustran en los dibujos acompañantes en los que numerales de referencia similares representan partes similares a través de todos y en los cuales:
La Figura 1 es una representación esquemática de un convertidor de acuerdo con una modalidad de la presente invención,
La Figura 2 es una representación esquemática de una porción de los elementos de una fase del convertidor de la Figura 1;
La Figura 3 es una representación gráfica de la energía generada por un dispositivo fotovoltaico a niveles variables de radiación solar;
La Figura 4 es una representación gráfica de la corriente durante un período de modulación del convertidor de la Figura 1; y
La Figura 5 es una representación gráfica de un período variable de modulación.
Al describir las modalidades preferidas de la invención que se ilustran en los dibujos, se recurrirá a terminología específica en pro de la claridad. Sin embargo, no se pretende que la invención se limite a los términos
específicos así seleccionados y debe entenderse que cada término específico incluye todos los equivalentes téenicos que operarán de manera similar para lograr un propósito similar. Por ejemplo, con frecuencia se utilizan las palabras "conectado," "unido"," o términos similares a estos. Los mismos no se limitan a la conexión directa sino incluyen la conexión a través de otros elementos en donde tal conexión se reconoce como equivalente por los expertos en la técnica.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFRIDAS
Las diferentes características y los ventajosos detalles de la materia que se expone en la presente se explican de manera más completa con referencia a las modalidades no limitantes que se describen en detalle en la siguiente descripción.
Regresando inicialmente a la Figura 1, se ilustra un convertidor ejemplar 10 que incorpora una modalidad de la presente invención. El convertidor 10 incluye tres terminales de entrada, Tc-T3, configuradas para recibir voltajes de entrada. Las terminales de entrada, Tc-T3, de la modalidad ilustrada se conectan juntas para recibir una terminal positiva, +Vpv, de un dispositivo fotovoltaico que genera un voltaje CD. Opcionalmente, cada una de las terminales de entrada, T1-T3, puede conectarse a terminales separadas de diferentes dispositivos fotovoltaicos. La terminal negativa, -Vpv, del dispositivo fotovoltaico se
conecta a la barra negativa 16 del bus de CD 12. De acuerdo con aún otras modalidades de la invención, puede proporcionarse una sola terminal de entrada, Ti o pueden proporcionarse diversos otros números de terminales de entrada, Tx, de acuerdo con la configuración del dispositivo PV. Un filtro de entrada 28 proporciona inductancia conectada en serie con cada una de las terminales, Tc-T3.
El convertidor 10 convierte el voltaje de entrada del dispositivo PV al voltaje CD deseado, Vccl, presente en el bus de CD 12 utilizando los dispositivos de conmutación 20 El bus de CD 12 incluye una barra positiva 14 y una barra negativa 16 que se encuentran disponibles en las salidas, +Vcd y _Vcd. Como se entiende en la téenica, la barra positiva 14 y la barra negativa 16 pueden conducir cualquier potencial de voltaje CD adecuado con respecto a un voltaje común o neutro y no se limitan a un potencial de voltaje CD positivo o negativo. Además, cualquiera de la barra positiva 14 o la barra negativa 16 pueden conectarse a un potencial de voltaje neutro. La barra positiva 14 típicamente conduce un voltaje CD que tiene un mayor potencial que la barra negativa 16.
Los dispositivos de conmutación 20 típicamente son dispositivos de energía de estado sólido. La Figura 1 muestra los dispositivos de conmutación 20 como transistores de unión bipolar (BJTs - bipolar junction transistors) ; sin embargo, se contempla que pueda utilizarse cualquier
dispositivo de conmutación adecuado, de acuerdo con los requerimientos de aplicación, incluyendo, pero sin limitarse a transistores bipolares aislados de compuerta (IGBT insulated gate bipolar transistors ) , transistores de efecto de campo (FET - field effect transistors) , rectificadores controlados de silicio (SCR - ilicon controlled rectifiers ) , tiristores tales como el tiristor conmutado de compuerta integrado (IGCT - integrated gate-commutated thyristor) o tiristores de desactivación de compuerta (GTO - gate turn-off thyiristors ) u otros dispositivos controlados. Un diodo 22 se conecta en paralelo con cada uno de los dispositivos de conmutación 20 para la conducción inversa a través del dispositivo de conmutación, como se requiere cuando el dispositivo de conmutación 20 se apaga. Este diodo 22 también puede ser parte del interruptor del semiconductor. Cada dispositivo de conmutación 20 se controla por una señal de control 24. La señal de control 24 se habilita o deshabilita para permitir selectivamente la conducción a través del dispositivo de conmutación 20, que a su vez conecta selectivamente ya sea la barra positiva 14 o la barra negativa 16 con una de las terminales de entrada, Ti~T3. La capacitancia 50 se conecta entre la barra positiva 14 y la barra negativa 16 del bus de CD 12. La capacitancia 50 puede ser un solo capacitor o cualquier número de capacitores conectados en serie o en paralelo de acuerdo con los
requerimientos del sistema. La capacitancia 50 se configura para reducir la magnitud del voltaje ondulado que resulta de la conversión del voltaje entre el voltaje de entrada y el bus de CD 12.
Un controlador 40 ejecuta una serie de instrucciones almacenadas para generar las señales de control 24. El controlador 40 recibe señales de retroalimentación de los detectores correspondientes a la amplitud del voltaje y/o a la corriente en varios puntos a través de todo el convertidor 10. Las ubicaciones dependen de las rutinas de control especificas que se ejecuten dentro del controlador 40. Por ejemplo, los detectores de entrada, 26a-26c, pueden proporcionar la amplitud del voltaje presente en cada terminal de entrada, Ti-T3. Opcionalmente, puede conectarse operativamente un detector de entrada, 26-26c, para proporcionar la amplitud de la corriente conducida en cada terminal de entrada, Ti~T3. De manera similar, puede conectarse operativamente un detector de corriente y/o de voltaje, 28 y 30, a la barra positiva 12 y a la barra negativa 16 del bus de CD 12, respectivamente. El controlador 40 se interconecta con un dispositivo de memoria 42 para recuperar las instrucciones almacenadas y con un puerto de comunicación 44 para comunicarse con dispositivos externos. El controlador 40 se configura para ejecutar las instrucciones almacenadas para controlar el convertidor 10,
como se describe en la presente.
El convertidor 10 de la Figura 1 convierte un voltaje CD que tiene un primer potencial y se presenta en las terminales de entrada, Tc-T3, a un segundo potencial presente en el bus de CD. De acuerdo con una modalidad de la invención, la Figura 2 ilustra una porción de los elementos de una fase del convertidor 10 configurados para operar como un convertidor boost (o elevador). Un dispositivo solar o PV 8 genera un voltaje CD, Vpv, que se conecta entre la terminal de entrada, Ti, y la barra negativa 16. Una fase del filtro de entrada 28 proporciona la inductancia de entrada entre la terminal de entrada, Ti, y uno de los interruptores inferiores 20. Uno de los diodos superiores 22 proporciona la trayectoria de conducción de salida entre el interruptor inferior 20 y el bus de CD 12 cuando el interruptor inferior 20 se apaga. La modulación del interruptor inferior 20 por una señal de control 24, denominada algunas veces como señal de compuerta, Gpv, opera para elevar la amplitud del voltaje presente en la terminal de entrada, Ti, a una mayor amplitud en el bus de CD 12. Aunque en la Figura 1 se ilustra un convertidor de energía multifásico, se contempla que el método de conversión de energía descrito en la presente puede ser igualmente aplicable a un convertidor de energía monofásico u otros convertidores CD-a-CD como se demuestra por la representación monofásica de la Figura 2.
En operación, el convertidor 10 convierte la energía suministrada desde una fuente de energía de potencia variable a la energía presente en el bus de CD 12 del convertidor. Como se conoce en la téenica, los dispositivos PV generan energía como una función de la incidencia de luz en los dispositivos, también conocida como radiación solar. Refiriéndose a continuación a la Figura 3, la gráfica 100 ilustra el voltaje y las relaciones de corrientes para un dispositivo PV ejemplar a niveles variables de radiación solar. Durante períodos cuando el dispositivo PV recibe el máximo de luz, puede generar su máxima energía como se representa por la curva superior 102. En períodos de intensidad lumínica media y baja, la capacidad de energía del dispositivo PV disminuye, como se representa por las curvas 104 y 106, respectivamente. Debido a que la relación de corriente-voltaje no es lineal, el controlador 40 ejecuta un módulo de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT -máximum power point tracking ) para identificar el punto operativo en el que la máxima potencia puede transferirse del dispositivo PV al bus de CD 12, identificados como MPPT1 -MPPT3.
De acuerdo con una modalidad de la invención, el controlador 40 utiliza un módulo MPPT tipo perturbar-observar. De acuerdo con el módulo MPPT perturbar-observar, se ordena una referencia de corriente inicial, que da como
resultado una orden del ciclo inicial de servicio, D, para la señal de control, Gpv, 24. Se mide la corriente, Ipv, y el voltaje, Vpv, resultantes de la salida de del dispositivo PV y se determina la energía resultante. Posteriormente, se cambia la referencia de la corriente por una cantidad incremental en una primera dirección, ya sea incrementada o disminuida, y de nuevo se determina la salida de energía resultante del dispositivo PV. Si se incrementa la salida de energía, los cambios incrementales proceden en la dirección correcta; sin embargo, si disminuye la salida de energía, los cambios increméntales proceden en la dirección incorrecta y se invierte la dirección de los cambios increméntales posteriores. Después de identificar la dirección correcta para los cambios increméntales en las referencias de corriente, los cambios increméntales continúan hasta que se identifica una disminución en la salida de energía. En este punto, se ha identificado el punto máximo de energía y el controlador 40 mantiene la operación en este punto operativo. Además, el controlador 40 continúa para ejecutar el módulo MPPT según varíe la radiación solar para continuar operando en el punto máximo de energía que corresponde al nivel de luz incidente en el dispositivo PV.
A fin de extraer la corriente operativa deseada para mantener la transferencia de energía desde dispositivo PV 8 al convertidor 10, en el punto máximo de energía, el
controlador 40 ejecuta el módulo de modulación, el cual se encuentra almacenado en el dispositivo de memoria 42. El módulo de modulación se ejecuta a un intervalo periódico, también conocido como el período de conmutación, T. El periodo de conmutación, T, se define como lo inverso a la frecuencia de modulación. Durante el período de conmutación, el módulo de modulación genera una señal de control 24 que habilita a un dispositivo de conmutación 20 durante una porción del período de conmutación. La porción, o porcentaje del período de conmutación durante el cual se habilita el dispositivo de conmutación 20, también se conoce como ciclo de servicio, D. El módulo MPPT identifica una corriente deseada que corresponde al punto máximo de energía y proporciona esta corriente como un valor de referencia al módulo de modulación dentro del controlador 40. El módulo de modulación utiliza señales de retroalimentación para determinar si la corriente entre el dispositivo PV 8 y el bus de CD 12 es mayor o menor que la corriente deseada para lograr la operación en el punto máximo de energía. El módulo de modulación puede incrementar o reducir el ciclo de servicio, en consecuencia.
Refiriéndose a continuación a la Figura 4, se ilustra la corriente extraída del dispositivo PV, Ipv, durante un período de conmutación, T, de la modulación de impulsos por duración como una función de la señal de control 24 que
controla el dispositivo de conmutación 20. La señal de control 24 se enciende durante un porcentaje del periodo total de conmutación, T, y se apaga durante el resto del periodo de conmutación, T. Como se expone, el porcentaje del período de conmutación, T, en el que la señal de control 24 se encuentra encendida se denomina como el ciclo de servicio, D, también denominado como el tiempo de encendido, Ton. Según la señal de control 24 se enciende y apaga, el interruptor 20 conduce y bloquea, alternativamente, la corriente. Como resultado de la conmutación, se establece una corriente con fluctuaciones, Ir. El cálculo de energía requiere un valor promedio de corriente. Por tanto, la corriente, Ipv, puede filtrarse o muestrearse durante todo el período de conmutación, T y se determina primero la corriente promedio para el período de conmutación, T. Después, se utiliza la corriente promedio para determinar la salida de energía del dispositivo PV.
El convertidor 10 monitorea la magnitud de la energía generada por el dispositivo PV para determinar un modo operativo deseado del convertidor 10. Durante un primer modo operativo, el controlador 40 ejecuta el módulo de modulación a una frecuencia de modulación fija aunque varíe el tiempo de encendido, Ton· Como se indicó previamente con respecto a la Figura 3, según se reduce el total de luz incidente en el dispositivo PV, la amplitud del voltaje y la
corriente en el punto máximo de potencia y, consecuentemente, la salida de potencia desde el dispositivo PV, se reducen de manera similar. Bajo estas condiciones de operación, el ciclo de servicio, D, de la señal de control 24 se vuelve cada vez más pequeña, lo que da como resultado periodos cortos de conducción y periodos prolongados de bloqueo de corriente a través del interruptor 20. Con el controlador 40 ejecutando el módulo de modulación a una frecuencia de modulación fija, las pérdidas de potencia en el convertidor 10 pueden exceder la energía generada por el dispositivo PV 8. Previamente, en este punto, el convertidor 10 dejaría de operar. Por ejemplo, un convertidor ejemplar 10 capaz de transferir hasta 100 kilowatts de potencia desde el dispositivo PV 8 puede operar al 96% de eficiencia desde aproximadamente un cuarto de potencia (i.e., 25 kilovatios) hasta potencia total (i.e. 100 kilovatios). Cuando el dispositivo PV 8 se encuentra generando solamente 10 kilovatios, o aproximadamente 10% de la capacidad del convertidor 10, la eficiencia operativa desciende hasta aproximadamente el 90%. Por tanto, el rango previo de entrada utilizable del convertidor 10 puede haberse dado cuando el dispositivo PV se encuentra generando entre el 10% y el 100% de la capacidad nominal del convertidor 10.
Sin embargo, el presente convertidor 10 tiene un segundo modo de operación para expandir el rango de operación
del convertidor 10. Para mejorar la eficiencia, se fija un valor mínimo predefinido para el tiempo de encendido, ton. Cuando la corriente requerida por el módulo MPPT hace que el controlador 40, que ejecuta el módulo de modulación, alcance este valor mínimo, el controlador 40 inicia a ejecutar el módulo de modulación en el segundo modo operativo. A fin de continuar operando en el punto máximo de potencia cuando se ha alcanzado el tiempo mínimo de encendido, ton el convertidor 10 empieza a variar la frecuencia de modulación, lo cual varía de manera inversa el período de conmutación, T, de la modulación de impulsos en duración.
Refiriéndose a continuación a la Figura 5, se ilustra la operación con un tiempo de encendido fijo, ton, y un período variable de conmutación, T. Por ejemplo, la Figura 5a puede representar el punto en el que el primer modo operativo ha alcanzado su tiempo mínimo de encendido, ton. El período, TI es igual al período operativo normal que puede ser, por ejemplo de, 100 pseg. correspondiendo a una frecuencia de conmutación de 10 kHz. Mientras la corriente requerida para permanecer en el punto máximo de potencia continua disminuyendo, el período de conmutación puede extenderse, por ejemplo, a T2 y posteriormente a T3. Debido a que el período de conmutación se amplia, la frecuencia de modulación se reduce. Como resultado, los dispositivos de conmutación 20 no se encienden tan frecuentemente, reduciendo
así las correspondientes pérdidas de conmutación. Como resultado, el convertidor 10 opera con mayor eficiencia a menores niveles de potencia en el segundo modo de operación de lo que lo haría en el primer modo de operación. Por ejemplo, el convertidor 10 previamente tratado, que fue capaz de transferir hasta 100 kilovatios de potencia desde el dispositivo PV 8, operado al 90% de eficiencia, a 10% de su capacidad nominal en el primer modo de operación. En el segundo modo de operación, el convertidor 10, opera más bien a aproximadamente el 95% de eficiencia, al 10% de su capacidad nominal. La eficiencia incrementada permite que el convertidor continúe operando a aproximadamente el 1% de su capacidad nominal antes que las pérdidas de energía en el convertidor 10 puedan exceder la energía generada por el dispositivo PV 8. Se contempla que el período de conmutación pueda ampliarse hasta al menos 20 mseg. que corresponden a una frecuencia de conmutación de 50 Hz. Por lo tanto, conforme disminuye la luz incidente, el convertidor 10 puede continuar operando a través de un rango de operación más amplio para incrementar la cantidad de energía obtenida del dispositivo PV.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, puede almacenarse una tabla de consulta en el dispositivo de memoria 42 lo que define la tasa a la cual el controlador 40 cambia la frecuencia de modulación durante la operación en el
segundo modo. La relación entre la corriente y el periodo de conmutación no es lineal. Por ejemplo, un cambio de 10 pseg. en el período de modulación cuando operar a una frecuencia de conmutación de 10 kHz (i.e., un período de 100 pseg.) representa un mayor porcentaje de incremento que cuando opera a una frecuencia de conmutación de 50 Hz (i.e., un periodo de 20 mseg.). A fin de mejorar el tiempo de respuesta del controlador 40 a las variaciones en la exposición a la luz solar, el período de modulación se cambia a mayores incrementos cuando el convertidor 10 opera a menores frecuencias de modulación que cuando el convertidor opera a mayores frecuencias de modulación. La tabla de consulta puede almacenar los cambios de incremento deseados en la frecuencia de modulación en puntos variables de operación.
A medida que la luz incidente en el dispositivo PV empieza a incrementarse y que se incrementa la correspondiente energía generada por el dispositivo PV, el convertidor 10 regresa a la operación en el primer modo más que la operación en el segundo modo. El controlador 40 ejecuta el módulo de modulación para reducir el período de conmutación, T, hasta que de nuevo alcance la duración correspondiente al período fijo de modulación. En este punto, la eficiencia operativa del convertidor 10 ha mejorado de tal manera que nuevamente es deseable la operación con el período fijo de modulación y la operación de tiempo variable
de encendido, ton. La transición entre la operación con un periodo fijo de modulación, T, y tiempo de encendido variable, ton, para operar con un periodo variable de modulación, t, y un tiempo de encendido fijo, ton, es fluida debido a que ambos modos de operación abarcan el punto común de operación en el que tanto el periodo de modulación, T, como el tiempo de encendido, ton, se encuentran en sus valores mínimos.
Debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción e instalación de los componentes que se establecen en la presente. La invención admite otras modalidades y puede practicarse o llevarse a cabo de diversas maneras. Las variaciones y modificaciones de lo anterior se encuentran dentro del alcance de la presente invención. También debe entenderse que la invención descrita y definida en la presente se extiende a todas las combinaciones alternativas de dos o más de las características individuales mencionadas o evidentes a partir del texto y/o los dibujos. Todas estas diferentes combinaciones constituyen varios aspectos alternativos de la presente invención. Las modalidades que se describen en la presente explican los mejores modos conocidos para practicar la invención y permitirán a otros expertos en la téenica utilizar la invención.
Claims (8)
1. Un convertidor de energía que comprende: una entrada configurada para recibir energía de una fuente de CD; un bus de CD que tiene una barra positiva y una negativa; al menos un dispositivo de conmutación que conecta selectivamente la entrada al bus de CD como una función de una señal de control correspondiente; un dispositivo de memoria que almacena una serie de instrucciones; y un controlador configurado para ejecutar la serie de instrucciones para: determinar la magnitud de la energía generada por la fuente de CD, generar la señal de control para cada dispositivo de conmutación en un primer modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de CD excede el umbral predefinido y generar la señal de control para cada dispositivo de conmutación en un segundo modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de CD es menor que el umbral predefinido.
2. El convertidor de energía de la reivindicación 1 en donde: la serie de instrucciones incluye un módulo de modulación que tiene una frecuencia de modulación y un tiempo de encendido, durante el primer modo de operación, el controlador ejecuta el módulo de modulación para generar señales de control a una frecuencia de modulación fija con una variación en el tiempo de encendido y durante el segundo modo de operación, el controlador ejecuta el módulo de modulación para generar señales de control a una frecuencia variable de modulación con un tiempo de encendido fijo.
3. El convertidor de energía de la reivindicación 2, en donde el dispositivo de memoria almacena una tabla de consulta que define una tasa de cambio de la frecuencia de modulación durante el segundo modo de operación como una función de la frecuencia de modulación de corriente.
4. El convertidor de energía de la reivindicación 2, en donde la frecuencia de modulación varía desde aproximadamente 10 kHz hasta aproximadamente 50 Hz.
5. Un método para convertir energía proveniente de una fuente de energía renovable que tiene una capacidad variable de generación de energía a un potencial de voltaje presente en un bus de CD por medio de un convertidor de energía, comprendiendo el método las etapas de: monitorear la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable; controlar al menos un dispositivo de conmutación en el convertidor de energía por medio de la correspondiente señal de control para conectar selectivamente la fuente de energía renovable al bus de CD; ejecutar un módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en un primer modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable excede un umbral predefinido; y ejecutar el módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en un segundo modo de operación cuando la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable es menor que el umbral predefinido.
6. El método de la reivindicación 5, en donde: el módulo de modulación determina un tiempo de encendido para cada una de las señales de control dentro de un período de conmutación, estando el período de conmutación definido como lo inverso de una frecuencia de modulación. durante el primer modo de operación, el módulo de modulación genera señales de control a una frecuencia de modulación fija con una variación en el tiempo de encendido, y durante el segundo modo de operación, el módulo de modulación genera señales de control a una frecuencia variable de modulación con un tiempo de encendido fijo.
7. El método de la reivindicación 6, en donde la ejecución del módulo de modulación en el convertidor de energía para generar las señales de control en el segundo modo de operación comprende además las etapas de: leer un cambio deseado en la frecuencia de modulación de la tabla de consulta almacenada en un dispositivo de memoria del convertidor de energía, y variar la frecuencia de modulación incluye sumar o restar el cambio deseado como una función de la magnitud de la energía generada por la fuente de energía renovable.
8. El método de la reivindicación 6, en donde la frecuencia de modulación varía desde aproximadamente 10 kHz hasta aproximadamente 50 Hz.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161555727P | 2011-11-04 | 2011-11-04 | |
PCT/US2012/063582 WO2013067516A1 (en) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | System and method for power conversion for renewable energy sources |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MX2014005359A true MX2014005359A (es) | 2015-08-06 |
Family
ID=48192882
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
MX2014005360A MX338549B (es) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | Sistema y metodo para conversion de potencia para fuentes de energia renovables. |
MX2014005359A MX2014005359A (es) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | Sistema y metodo para conversion de potencia para fuentes de energia renovables. |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
MX2014005360A MX338549B (es) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | Sistema y metodo para conversion de potencia para fuentes de energia renovables. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9024594B2 (es) |
EP (2) | EP2774014A4 (es) |
JP (2) | JP2015502126A (es) |
KR (2) | KR20140085554A (es) |
CN (2) | CN104024968B (es) |
AU (2) | AU2012332081A1 (es) |
BR (2) | BR112014010511A2 (es) |
CA (2) | CA2854464A1 (es) |
HK (2) | HK1197113A1 (es) |
MX (2) | MX338549B (es) |
RU (2) | RU2014118749A (es) |
WO (2) | WO2013067516A1 (es) |
ZA (2) | ZA201403840B (es) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9945348B2 (en) * | 2011-12-22 | 2018-04-17 | Ocean Power Technologies, Inc. | Ocean wave energy converter including control system for disabling active rectification when generator output power is less than a conversion loss |
CN105024542A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-04 | 张云山 | 太阳能升压转换器及其控制方法 |
US9899869B1 (en) * | 2014-09-03 | 2018-02-20 | Bentek Corporation | Photo voltaic (PV) array-shedding and storage system |
US9828971B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-11-28 | General Electric Company | System and method for optimizing wind turbine operation |
US10389134B2 (en) | 2017-06-21 | 2019-08-20 | Katerra, Inc. | Electrical power distribution system and method |
US10790662B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-09-29 | Katerra, Inc. | DC bus-based electrical power router utilizing multiple configurable bidirectional AC/DC converters |
US10897138B2 (en) | 2018-04-12 | 2021-01-19 | Katerra, Inc. | Method and apparatus for dynamic electrical load sensing and line to load switching |
JP6922820B2 (ja) * | 2018-04-13 | 2021-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電源制御装置 |
KR102630252B1 (ko) * | 2018-08-28 | 2024-01-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양광 연계 에너지 저장 시스템용 dc-dc 컨버터 및 그 제어방법 |
CN110719038B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-02-12 | 华为数字技术(苏州)有限公司 | 组串式逆变器的控制方法、装置、系统及存储介质 |
IT202000017506A1 (it) | 2020-07-17 | 2022-01-17 | St Microelectronics Srl | Apparecchiatura elettronica comprendente uno stadio di uscita di tipo switching, disposizione circuitale e procedimento corrispondenti |
AU2023217054A1 (en) | 2022-02-08 | 2024-08-15 | Mark Daniel Farb | Systems and methods for operating a cluster of fluid turbines |
US20230324866A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-12 | Mark Daniel Farb | Dual mode turbine collects energy during low wind conditions |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0773426B2 (ja) * | 1984-11-09 | 1995-08-02 | 株式会社東芝 | 電力変換装置の制御装置 |
US4924371A (en) * | 1989-07-10 | 1990-05-08 | General Electric Company | Rectifier circuit provoding compression of the dynamic range of the output voltage |
JP2771096B2 (ja) * | 1993-06-11 | 1998-07-02 | キヤノン株式会社 | 電力制御装置、電力制御方法及び電力発生装置 |
US5633790A (en) * | 1995-01-18 | 1997-05-27 | Eaton Corporation | DV/DT limiting of inverter output voltage |
JP3352334B2 (ja) * | 1996-08-30 | 2002-12-03 | キヤノン株式会社 | 太陽電池の電力制御装置 |
US5929538A (en) * | 1997-06-27 | 1999-07-27 | Abacus Controls Inc. | Multimode power processor |
US6081104A (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-27 | Applied Power Corporation | Method and apparatus for providing energy to a lighting system |
JP3427021B2 (ja) * | 1999-09-02 | 2003-07-14 | 三洋電機株式会社 | 系統連系インバータ |
US6222335B1 (en) * | 2000-01-27 | 2001-04-24 | General Motors Corporation | Method of controlling a voltage-fed induction machine |
JP3425418B2 (ja) * | 2000-09-20 | 2003-07-14 | ティーディーケイ株式会社 | 昇圧型スイッチング電源装置 |
US6449179B1 (en) * | 2000-11-02 | 2002-09-10 | American Superconductor Corp. | Multi-level quasi-resonant power inverter |
US6906503B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-06-14 | Precor Incorporated | Power supply controller for exercise equipment drive motor |
EP1363385A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-19 | STMicroelectronics S.r.l. | Zero-cross detection method of the current flowing in an inductor driven in switched mode and a relative driving circuit |
US7031176B2 (en) * | 2002-07-15 | 2006-04-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Inverter |
US7138730B2 (en) * | 2002-11-22 | 2006-11-21 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Topologies for multiple energy sources |
US20040125618A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-01 | Michael De Rooij | Multiple energy-source power converter system |
EP1642355A4 (en) * | 2003-05-28 | 2015-05-27 | Beacon Power Llc | CURRENT TRANSFORMER FOR ONE SOLAR TABLE |
JP4376004B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2009-12-02 | 新電元工業株式会社 | スイッチング電源装置 |
US7012413B1 (en) * | 2003-08-01 | 2006-03-14 | Tyco Electronics Power Systems, Inc. | Controller for a power factor corrector and method of regulating the power factor corrector |
US7412612B2 (en) * | 2004-02-24 | 2008-08-12 | Delphi Technologies, Inc. | Dynamically optimized power converter |
US7148664B2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-12-12 | International Rectifier Corporation | High frequency partial boost power factor correction control circuit and method |
JP2006280177A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Honda Motor Co Ltd | 電源装置 |
US7239113B2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-07-03 | Caterpillar Inc | Method for reducing undesired currents in an electrical power generation system |
JP2006345679A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 太陽光発電システム |
ITSA20050014A1 (it) * | 2005-07-13 | 2007-01-14 | Univ Degli Studi Salerno | Dispositivo invertitore a singolo stadio, e relativo metodo di controllo, per convertitori di potenza da sorgenti di energia, in particolare sorgenti fotovoltaiche. |
US7688046B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-03-30 | Apple Inc. | Power converters having varied switching frequencies |
US7352083B2 (en) * | 2005-09-16 | 2008-04-01 | American Power Conversion Corporation | Apparatus for and method of UPS operation |
US7378820B2 (en) * | 2005-12-19 | 2008-05-27 | General Electric Company | Electrical power generation system and method for generating electrical power |
KR101176179B1 (ko) * | 2007-03-14 | 2012-08-22 | 삼성전자주식회사 | 전압 변환 모드 제어 장치 및 그 제어 방법 |
US7554473B2 (en) * | 2007-05-02 | 2009-06-30 | Cirrus Logic, Inc. | Control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear process modeling |
US7990097B2 (en) * | 2008-09-29 | 2011-08-02 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Power conversion system and method for active damping of common mode resonance |
FR2939248B1 (fr) * | 2008-12-01 | 2011-01-07 | Dauphinoise Const Elect Mec | Dispositif d'alimentation electrique, et installation de commande d'un sectionneur incluant un tel dispositif |
KR101079404B1 (ko) * | 2008-12-23 | 2011-11-02 | 성균관대학교산학협력단 | 단일 컨버터 및 단일 인버터를 이용한 태양광-연료전지 복합 발전 시스템 및 그 제어방법 |
JP2010187521A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | モーター駆動制御装置、圧縮機、送風機、空気調和機及び冷蔵庫又は冷凍庫 |
US20100206378A1 (en) | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Miasole | Thin-film photovoltaic power system with integrated low-profile high-efficiency inverter |
US8487575B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-07-16 | GM Global Technology Operations LLC | Electric motor stator winding temperature estimation |
CN102598455B (zh) | 2009-09-18 | 2017-06-20 | 金斯顿女王大学 | 分布式发电接口 |
EP2325970A3 (en) * | 2009-11-19 | 2015-01-21 | Samsung SDI Co., Ltd. | Energy management system and grid-connected energy storage system including the energy management system |
KR101116483B1 (ko) * | 2009-12-04 | 2012-02-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 에너지 저장 시스템 |
US20110137481A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-09 | General Electric Company | System and metehod for providing power grid energy from a battery |
US8624561B1 (en) * | 2009-12-29 | 2014-01-07 | Solarbridge Technologies, Inc. | Power conversion having energy storage with dynamic reference |
TW201223111A (en) * | 2010-03-15 | 2012-06-01 | Solar Semiconductor Inc | Systems and methods for operating a solar direct pump |
DE102010028149B4 (de) * | 2010-04-23 | 2015-02-19 | Puls Gmbh | Redundanzmodul mit Selbstversorgung des aktiven Entkoppelbauelements aus einer in weitem Bereich variablen und auch niedrigen Eingangsspannung |
BR112012027571A2 (pt) * | 2010-04-26 | 2016-08-02 | Univ Kingston | método de rastreamento de ponto de potência máxima, seguidor de ponto de potência máxima, micro-inversor para um gerador de energia e sistema de geração de energia |
AU2012298908B2 (en) * | 2011-08-22 | 2016-12-08 | Ensync, Inc. | Reversible polarity operation and switching method for ZnBr flow battery connected to a common DC bus |
-
2012
- 2012-11-05 JP JP2014540175A patent/JP2015502126A/ja active Pending
- 2012-11-05 JP JP2014540185A patent/JP2014533088A/ja active Pending
- 2012-11-05 WO PCT/US2012/063582 patent/WO2013067516A1/en active Application Filing
- 2012-11-05 CA CA2854464A patent/CA2854464A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-05 US US13/669,091 patent/US9024594B2/en active Active
- 2012-11-05 BR BR112014010511A patent/BR112014010511A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-11-05 US US13/668,490 patent/US8958218B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-11-05 AU AU2012332081A patent/AU2012332081A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-05 EP EP12846362.7A patent/EP2774014A4/en not_active Withdrawn
- 2012-11-05 WO PCT/US2012/063500 patent/WO2013067476A1/en active Application Filing
- 2012-11-05 BR BR112014010500A patent/BR112014010500A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2012-11-05 MX MX2014005360A patent/MX338549B/es active IP Right Grant
- 2012-11-05 MX MX2014005359A patent/MX2014005359A/es unknown
- 2012-11-05 CA CA2854479A patent/CA2854479A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-05 RU RU2014118749/08A patent/RU2014118749A/ru not_active Application Discontinuation
- 2012-11-05 EP EP12846491.4A patent/EP2774254A4/en not_active Withdrawn
- 2012-11-05 RU RU2014118751/07A patent/RU2014118751A/ru not_active Application Discontinuation
- 2012-11-05 KR KR1020147014056A patent/KR20140085554A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-11-05 CN CN201280065921.5A patent/CN104024968B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-11-05 AU AU2012332123A patent/AU2012332123B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-11-05 KR KR1020147014062A patent/KR20140085555A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-11-05 CN CN201280054150.XA patent/CN104040859A/zh active Pending
-
2014
- 2014-05-26 ZA ZA2014/03840A patent/ZA201403840B/en unknown
- 2014-05-26 ZA ZA2014/03841A patent/ZA201403841B/en unknown
- 2014-10-20 HK HK14110458A patent/HK1197113A1/xx unknown
- 2014-10-21 HK HK14110475A patent/HK1197105A1/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX2014005360A (es) | 2015-08-06 |
WO2013067476A1 (en) | 2013-05-10 |
CN104024968A (zh) | 2014-09-03 |
HK1197105A1 (en) | 2015-01-02 |
KR20140085554A (ko) | 2014-07-07 |
US20130113452A1 (en) | 2013-05-09 |
AU2012332081A1 (en) | 2014-05-22 |
US9024594B2 (en) | 2015-05-05 |
BR112014010500A2 (pt) | 2017-04-25 |
RU2014118751A (ru) | 2015-12-10 |
CN104024968B (zh) | 2016-08-24 |
US20130114312A1 (en) | 2013-05-09 |
EP2774254A1 (en) | 2014-09-10 |
ZA201403840B (en) | 2015-12-23 |
AU2012332123A1 (en) | 2014-05-22 |
BR112014010511A2 (pt) | 2017-04-25 |
MX338549B (es) | 2016-04-21 |
WO2013067516A1 (en) | 2013-05-10 |
JP2014533088A (ja) | 2014-12-08 |
EP2774014A1 (en) | 2014-09-10 |
CA2854464A1 (en) | 2013-05-10 |
RU2014118749A (ru) | 2015-12-10 |
CN104040859A (zh) | 2014-09-10 |
US8958218B2 (en) | 2015-02-17 |
JP2015502126A (ja) | 2015-01-19 |
CA2854479A1 (en) | 2013-05-10 |
EP2774014A4 (en) | 2015-08-26 |
HK1197113A1 (en) | 2015-01-02 |
KR20140085555A (ko) | 2014-07-07 |
AU2012332123B2 (en) | 2016-10-20 |
ZA201403841B (en) | 2015-11-25 |
EP2774254A4 (en) | 2015-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9024594B2 (en) | System and method for power conversion for renewable energy sources | |
US9859814B2 (en) | Method and apparatus for independent control of multiple power converter sources | |
MX2014006294A (es) | Sistema y metodo para control de baja velocidad de maquina de ca polifasica. | |
EP2577416A2 (en) | Method and apparatus for power converter input voltage regulation | |
Lee et al. | Current sensorless MPPT control method for dual-mode PV module-type interleaved flyback inverters | |
CN102237824B (zh) | 一种光伏逆变器 | |
WO2022179374A1 (zh) | 功率变换模块及供电系统 | |
KR101281079B1 (ko) | 전력 품질이 개선된 태양광 발전시스템 및 그 운용 방법 | |
CN115360758A (zh) | 一种微型逆变器及其控制方法 | |
Khalid et al. | Review of thyristor based grid tied inverters for solar PV applications | |
Boyar et al. | Design and analysis of a two-phase interleaved boost converter based microinverter | |
Sathiyanathan et al. | Multi‐mode power converter topology for renewable energy integration with smart grid | |
KR101278533B1 (ko) | 모듈 통합형 전력조절기 시스템 | |
Mane et al. | OFF Grid PV System with PWM Inverter for Islanded Micro-Grid feeding critical loads | |
Choi et al. | Hybrid energy storage for large PV systems using bidirectional high-gain converters | |
Ramya et al. | Integration of solarcells with power electronic converters for power generation | |
Rana et al. | Grid Synchronized Solar Micro-Inverter | |
Shalini et al. | Photo Voltaic Cell Integrated DVR for Power Quality Improvement | |
Suresh et al. | PV Cell Fed Step-up Resonant Converter for Induction Motor Drive Application | |
Asaph et al. | Design of Solar Power Optimizer And Eliminating Leakage Current In Multi-Level Inverter For PV Systems | |
AU2012358950B9 (en) | System and method for low speed control of polyphase AC machine | |
KUMAR et al. | Modeling and Simulation of PV System Based Step-up Resonant Converter Fed Induction Motor Drive | |
Pop-Calimanu et al. | Boost converter used in solar energy systems | |
Zhang et al. | The Research on Grid-Connected Photovoltaic Inverter Based on DSP | |
Amirahmadi et al. | Light load efficiency improvement of solar farms three-phase two-stage module integrated converter |