WO2011157862A1 - Sistema de generación eléctrica resistente a huecos de tensión - Google Patents

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WO2011157862A1
WO2011157862A1 PCT/ES2010/070396 ES2010070396W WO2011157862A1 WO 2011157862 A1 WO2011157862 A1 WO 2011157862A1 ES 2010070396 W ES2010070396 W ES 2010070396W WO 2011157862 A1 WO2011157862 A1 WO 2011157862A1
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generator
network
stator
voltage
additional impedance
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PCT/ES2010/070396
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Inventor
Jesús MAYOR LUSARRETA
Ainhoa CÁRCAR MAYOR
Original Assignee
Ingeteam Energy, S. A.
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Publication date
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Priority to CA2802810A priority patent/CA2802810A1/en
Priority to EP10733019.3A priority patent/EP2581601B1/en
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
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    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • F05B2270/10711—Purpose of the control system to cope with emergencies in particular sudden load loss applying a low voltage ride through method
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    • 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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention describes a generation system resistant to voltage dips and a method of operation of said generator.
  • a first structure is described in WO2007057480A1, where the wind turbine comprises a variable impedance connected in parallel between the back-to-back converter and the generator rotor.
  • this impedance is activated to protect the back-to-back converter against the surges that appear in the rotor during the gap, thus allowing the generator stator to remain connected to the grid for a certain period of time. from the beginning of the voltage gap, contributing reactive during that time to contribute to the recovery of the network. If the duration of the voltage gap exceeds the limits marked within the profile of the hole, eventually the generator is disconnected from the grid.
  • the main advantage of this system is that it allows the reactive contribution requirements in the network to be fulfilled during the time the generator remains connected to the network.
  • the main disadvantage is that the disconnection of the generator implies stopping the wind turbine, so it takes a long time to re-couple it to the grid after the voltage gap.
  • WO2009156540A1 and US07332827 describe a second solution known in the art that is based on an impedance connected to the generator stator.
  • the method of operation in this case consists in activating said impedance at the moment of detection of the hole, which allows the generator to be disconnected from the grid while controlling the generator's resistant torque and evacuating the generated power towards said impedance.
  • the main advantage of this system is that if the voltage recovers within a certain time interval, the stator can be reconnected to the network, provided that it does not exceed the maximum limits established by the regulations.
  • the proposed invention allows to solve the previous drawbacks by means of a system that combines the advantages of the two systems known in the prior art.
  • the voltage hollow-resistant electrical generation system of the invention comprises a doubly powered generator whose rotor is connected to the power grid through a back-to-back converter and whose stator is connected to the power grid. , and which also includes:
  • At least one control unit capable of governing additional impedances (5, 6).
  • the system of the invention simultaneously comprises the two additional impedances described by the prior art systems and at least one control unit that manages the activation / deactivation of said additional impedances according to the procedure described below; This procedure makes them work in a coordinated way and different from their functioning as independent systems.
  • the control unit (s) may be dependent or independent of the control unit of the converter.
  • the described system further comprises the usual auxiliary elements in the generation systems based on doubly fed generators known to a person skilled in the art.
  • the connection between the stator and the network will be provided with a switch that allows the generator to be disconnected, as there will be means, such as switches or the like, to activate the additional impedances at the moments that will be defined later in This document.
  • the generator rotor of this system can be driven by any type of renewable energy, for example based on sea currents or tides. According to a preferred embodiment, however, the generator rotor is mechanically coupled to a wind turbine , being therefore the whole of a wind turbine.
  • a second aspect of the invention is directed to a system operation procedure described above that combines the advantages of each of the systems known in the prior art, while avoiding disadvantages that each of them has separately.
  • the generation system detects a voltage gap and provides the required reactive current to the network during the time in which the system is operating within the established gap profile. For this, it is activated if the first additional impedance is necessary during a certain time interval, although the invention also includes the case in which its activation is not required.
  • the process of the invention comprises providing reactive to the network without disconnecting the back-to-back converter when a voltage gap is detected (as long as the voltage is above the limits marked by the gap profile).
  • the reactive contribution can be made during a part or for the entire duration of this stage. In this way, it helps to recover the network.
  • the stator is disconnected from the network and the second additional impedance is activated. In this way, rapid reconnection is allowed when the mains voltage returns to its nominal values.
  • the voltage of the stator is synchronized with the mains voltage and the stator is reconnected to the network, then deactivating the second additional impedance.
  • the order in which this last phase is carried out comprises first deactivating the second additional impedance and subsequently reconnecting the stator to the network.
  • Fig. 1 shows a scheme of a generation system according to the prior art comprising an additional impedance connected to the rotor.
  • Figs. 2 show the waveforms of some magnitudes characteristic of the operation of the system of Fig. 1.
  • Fig. 3 shows a scheme of a generation system according to the prior art comprising an additional impedance connected to the stator.
  • Figs. 4 show the waveforms of some magnitudes characteristic of the operation of the system of Fig. 3.
  • Fig. 5 shows a diagram of a generation system according to the present invention comprising a first and second additional impedances.
  • Figs. 6 show the waveforms of some magnitudes characteristic of the operation of the system of the present invention represented in Fig. 5. DESCRIPTION OF A PARTICULAR EMBODIMENT
  • FIGs. 1 and 2 a-d show a system (100) according to the prior art specifically applied to wind generation.
  • This system comprises a double-powered generator (102) whose rotor is connected to the power grid (103) through a back-to-back converter (104) formed by a rotor converter (104a), a converter (104b) of network and a continuous link (104c).
  • the rotor is also mechanically coupled to a wind turbine (107).
  • the stator on the other hand, is connected to the network (103) through a switch (108).
  • This system (100) comprises an additional impedance (105) in parallel between the rotor and the back-to-back converter (104) that is activated against network gaps (103) to protect the rotor converter (104a) from the transients. generated during the gap.
  • Figs. 2a-d show respectively the behavior of the mains voltage (U), the activation (CZR) of the additional impedance (105) assuming that it has been necessary to activate it, the reactive current injected (i q ) to the network (103) during the recess and the state of the coupling (C on ) of the generator (102) to the network (103). It is observed how, when the voltage gap is detected, the additional impedance (105) is immediately activated for a short period of time (Fig.
  • FIG. 3 shows a second system (300) according to the prior art where parts equivalent to those of the system (100) of Fig. 1 have been referenced with the same reference number but replacing the initial 1 with a 3.
  • This system (300) has an additional impedance (306) connected to the generator stator (302).
  • Figs. 4a-d show some characteristic magnitudes of the system (300) during its operation. Specifically, Fig.
  • FIG. 4a shows the shape of the tension gap (U) in relation to the gap profile imposed by the regulations (gap profile represented here by means of a dashed line).
  • the additional impedance (306) (Fig. 4b) and disengages (C on) the generator (302) network (303) (Fig. 4d) is detected.
  • the additional impedance (306) is deactivated (Fig. 4b).
  • i q reactive intensity
  • FIG. 5 shows the generation system (1) of the invention comprising an electric generator (2) mechanically coupled to a wind turbine (7), whose stator is connected to the network (3) through a switch (8) ) and whose rotor is connected to a back-to-back converter (4) in turn connected to the network (3).
  • the back-to-back converter is formed by the rotor converter (4a) and the stator converter (4b) connected by a continuous link (4c).
  • the system (1) further comprises a first additional impedance (5) connected in parallel between the generator rotor (2) and the rotor converter (4a) and a second additional impedance (6) connected to the stator.
  • the moments of activation / deactivation of the additional impedances (5, 6) are controlled by means of a control unit (not shown).
  • Figs. 6a-e show some graphs showing the operation of the system (1) of the invention when a gap is produced whose duration requires the use of both additional impedances (5, 6).
  • the tension gap is observed in relation to the gap profile imposed by the regulations (gap profile represented here by means of a dashed line).
  • the first additional impedance (5) is activated (CZR) and, shortly thereafter, reactive (i q ) is injected into the network (3) (Fig. 6d) .
  • the generator (2) is disconnected from the network (3) (Fig. 6e) and the (Czs) is activated.
  • second additional impedance (6) (Fig. 6c).
  • the injection of reagent (i q ) to the network (3) ends at this time and the power generated is dissipated in the second additional impedance (6).
  • the mains voltage (U) (3) returns to nominal values, as shown in Fig. 6a, the stator voltage and the mains voltage (3) are synchronized and the generator (2) is reconnected to the network (3), subsequently deactivating the second additional impedance (6).

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Abstract

Comprende un generador (2) doblemente alimentado cuyo rotor está conectado a la red (3) eléctrica a través de un convertidor back-to-back (4) y cuyo estátor está conectado a la red (3) eléctrica, destacando fundamentalmente por comprender adicionalmente al menos una primera impedancia adicional (5) conectada en paralelo entre el rotor del generador (2) y el convertidor back-to-back (4); al menos una segunda impedancia adicional (6) conectada al estátor del generador (2); y al menos una unidad de control con capacidad de gobernar las impedancias adicionales (5, 6).

Description

SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA RESISTENTE A HUECOS DE
TENSIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un sistema de generación resistente a huecos de tensión y un método de operación de dicho generador.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La existencia de perturbaciones en la red eléctrica exige que las centrales de generación colaboren a su estabilidad, por ejemplo inyectando reactiva en el caso de huecos de tensión. Hasta hace poco estos requerimientos no se han extendido a las centrales basadas en energías renovables, ya que éstas suponían un porcentaje pequeño de la potencia total generada. Sin embargo, en vista del espectacular aumento de este tipo de centrales en los últimos años, el nivel de exigencia a este tipo de centrales se está incrementando notablemente. Haciendo referencia particular a los huecos de tensión, existen normativas que exigen que los aerogeneradores cumplan estrictos requerimientos de aporte de reactiva a la red durante el hueco de tensión y, se prevé que, una vez superado el hueco de tensión y habiendo sido necesaria su desconexión, se requiera que el generador pueda reconectarse rápidamente al término del hueco si la tensión vuelve en los siguientes segundos. De este modo, se aportará la potencia activa que se estaba generando antes de la perturbación, lo más rápido posible. Estos requisitos se suelen expresar en forma del denominado "perfil de hueco", que define unos límites temporales y de amplitud de los huecos de tensión que los aerogeneradores deben ser capaces de soportar. estado de la técnica presenta distintas soluciones para comportamiento ante huecos de tensión, como por ejemplo:
• Una primera estructura se describe en el documento WO2007057480A1 , donde el aerogenerador comprende una impedancia variable conectada en paralelo entre el convertidor back-to-back y el rotor del generador. Cuando se produce un hueco de tensión, se activa esta impedancia para proteger el convertidor back-to-back contra las sobretensiones que aparecen en el rotor durante el hueco, permitiendo así que el estátor del generador permanezca conectado a la red un intervalo de tiempo determinado desde el inicio del hueco de tensión, aportando reactiva durante ese tiempo para contribuir a la recuperación de la red. Si el tiempo de duración del hueco de tensión supera los límites marcados dentro del perfil del hueco, eventualmente el generador se desconecta de la red. La ventaja principal de este sistema es que permite cumplir los requerimientos de aporte de reactiva en la red durante el tiempo en que el generador permanece conectado a la red. La desventaja principal es que la desconexión del generador implica detener la turbina eólica, por lo cual se requiere un tiempo largo para volver a acoplarla a la red tras el hueco de tensión. · Los documentos WO2009156540A1 y US07332827 describen una segunda solución conocida en la técnica que se basa en una impedancia conectada al estátor del generador. El método de operación en este caso consiste en activar dicha impedancia en el instante de detección del hueco, lo cual permite desconectar el generador de la red a la vez que se controla el par resistente del generador y se evacúa la potencia generada hacia dicha impedancia. La ventaja principal de este sistema es que si la tensión se recupera dentro de un determinado intervalo de tiempo, el estátor puede volver a acoplarse a la red, siempre que no salga de los límites máximos establecidos por la normativa. Como desventaja, el generador está desconectado de la red desde el inicio del hueco de tensión, por lo que no puede inyectar la reactiva exigida por los operadores de red para colaborar a la recuperación de la misma. Por tanto, ninguno de estos sistemas permite el cumplimiento de las normativas de red y la rápida reconexión una vez la tensión se ha restablecido. DESCRIPCIÓN
La invención propuesta permite solventar los inconvenientes anteriores mediante un sistema que aúna las ventajas de los dos sistemas conocidos de la técnica anterior.
Según un primer aspecto, el sistema de generación eléctrica resistente a huecos de tensión de la invención comprende un generador doblemente alimentado cuyo rotor está conectado a la red eléctrica a través de un convertidor back-to-back y cuyo estátor está conectado a la red eléctrica, y que además comprende:
- al menos una primera impedancia adicional conectada en paralelo entre el rotor del generador y el convertidor back-to-back;
- al menos una segunda impedancia adicional conectada al estátor del generador; y
- al menos una unidad de control con capacidad de gobernar las impedancias adicionales (5, 6).
Es decir, el sistema de la invención comprende simultáneamente las dos impedancias adicionales descritas por los sistemas de la técnica anterior y al menos una unidad de control que gestiona la activación/desactivación de dichas impedancias adicionales según el procedimiento que se describe más adelante; dicho procedimiento las hace funcionar de forma coordinada y diferente a su funcionamiento como sistemas independientes. La/s unidades de control puede/n ser dependiente/s o independiente/s de la unidad de control del convertidor.
A pesar de que no todos se mencionan explícitamente en el presente documento, se entiende que el sistema descrito comprende además los elementos auxiliares habituales en los sistemas de generación basados en generadores doblemente alimentados conocidos por un experto en la materia. Por ejemplo, es evidente que la conexión entre el estátor y la red estará dotada de un interruptor que permite desconectar el generador, al igual que existirán medios, como interruptores o similares, para activar las impedancias adicionales en los momentos que se definirán más adelante en el presente documento. Se entiende que el rotor del generador de este sistema puede ser movido por cualquier tipo de energía renovable, por ejemplo basado en las corrientes marinas o en las mareas Según una realización preferentemente, sin embargo, el rotor del generador está mecánicamente acoplado a una turbina eólica, tratándose por tanto el conjunto de un aerogenerador.
Un segundo aspecto de la invención está dirigido a un procedimiento de operación del sistema descrito anteriormente que combina las ventajas de cada uno de los sistemas conocidos en la técnica anterior, evitando al mismo tiempo desventajas que cada uno de ellos tiene por separado. El sistema de generación detecta un hueco de tensión y aporta la corriente reactiva requerida a la red durante el tiempo en el que el sistema está operando dentro del perfil de hueco establecido. Para ello, se activa si es necesario la primera impedancia adicional durante un determinado intervalo de tiempo, aunque la invención también comprende el caso en que no se requiera su activación. Cuando se detecta que ha pasado un periodo máximo de funcionamiento permitido con una tensión mínima o cuando se considere necesario reestablecer el control del par resistente en el aerogenerador, se produce la desconexión del estator de la red y la activación de la segunda impedancia, siendo la potencia absorbida por ésta, lo cual permite mantener el generador controlado a través del par resistente. De este modo, cuando la red se recupera el sistema es capaz de sincronizar la tensión generada y la de red y acoplarse mucho más rápidamente que con los sistemas conocidos hasta ahora, aumentando la disponibilidad del sistema.
Por tanto, el procedimiento de la invención comprende aportar reactiva a la red sin desconectar el convertidor back-to-back cuando se detecta un hueco de tensión (siempre y cuando la tensión esté por encima de los límites marcados por el perfil de hueco). El aporte de reactiva puede realizarse durante una parte o bien durante la totalidad de la duración de esta etapa. De este modo, se colabora a la recuperación de la red.
Además, pasado el período de tiempo máximo de funcionamiento permitido con una tensión mínima (este período es el tiempo que transcurre entre el inicio del hueco de tensión y el momento en que la tensión de la red cae por debajo de un perfil de hueco impuesto por un operador de la red) o cuando se considere necesario reestablecer el control del par resistente en el aerogenerador, se desconecta el estátor de la red y se activa la segunda impedancia adicional. De este modo, se permite una rápida reconexión cuando la tensión de red retorne a sus valores nominales. Cuando se detecta el final del hueco de tensión, se sincroniza la tensión del estátor con la tensión de red y se reconecta el estátor a la red, desactivándose a continuación la segunda impedancia adicional. La invención propuesta contempla también que el orden en el que se realice esta última fase comprenda desactivar en primer lugar la segunda impedancia adicional y, posteriormente, reconectar el estátor a la red. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Fig. 1 muestra un esquema de un sistema de generación según la técnica anterior que comprende una impedancia adicional conectada al rotor. Las Figs. 2 muestran las formas de onda de algunas magnitudes características de la operación del sistema de la Fig. 1. La Fig. 3 muestra un esquema de un sistema de generación según la técnica anterior que comprende una impedancia adicional conectada al estátor.
Las Figs. 4 muestran las formas de onda de algunas magnitudes características de la operación del sistema de la Fig. 3.
La Fig. 5 muestra un esquema de un sistema de generación según la presente invención que comprende una primera y una segunda impedancias adicionales.
Las Figs. 6 muestran las formas de onda de algunas magnitudes características de la operación del sistema de la presente invención representado en la Fig. 5. DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PARTICULAR
Se describe a continuación la invención haciendo referencia a las figuras adjuntas. En particular, las Figs. 1 y 2 a-d muestran un sistema (100) según la técnica anterior específicamente aplicado a la generación eólica. Este sistema comprende un generador (102) doblemente alimentado cuyo rotor está conectado a la red eléctrica (103) a través de un convertidor back-to-back (104) formado por un convertidor (104a) de rotor, un convertidor (104b) de red y un enlace de continua (104c). El rotor está además mecánicamente acoplado a una turbina eólica (107). El estátor, por otro lado, está conectado a la red (103) a través de un interruptor (108).
Este sistema (100) comprende una impedancia adicional (105) en paralelo entre el rotor y el convertidor back-to-back (104) que se activa ante huecos de red (103) para proteger el convertidor (104a) de rotor de los transitorios generados durante el hueco. Las Figs. 2a-d muestran respectivamente el comportamiento de la tensión (U) de red, la activación (CZR) de la impedancia adicional (105) suponiendo que ha sido necesario activarla, la intensidad reactiva inyectada (iq) a la red (103) durante el hueco y el estado del acoplamiento (Con) del generador (102) a la red (103). Se observa como, cuando se detecta el hueco de tensión, inmediatamente se activa durante un corto período de tiempo la impedancia adicional (105) (Fig. 2b), tras lo cual comienza a inyectarse reactiva a la red (103) (Fig. 2c). Una vez la tensión (U) de red (103) cae por debajo del perfil de hueco impuesto por la normativa, y que se ha representado aquí por medio de una línea discontinua en la Fig. 2a, se produce la desconexión del generador (102) (Fig. 2d). La Fig. 3 muestra un segundo sistema (300) según la técnica anterior donde partes equivalentes a las del sistema (100) de la Fig. 1 se han referenciado con el mismo número de referencia pero sustituyendo el 1 inicial por un 3. Este sistema (300), sin embargo, tiene una impedancia adicional (306) conectada al estátor del generador (302). Las Figs. 4a-d muestran algunas magnitudes características del sistema (300) durante su funcionamiento. Concretamente, la Fig. 4a muestra la forma del hueco de tensión (U) con relación al perfil de hueco impuesto por la normativa (perfil de hueco representado aquí por medio de una línea discontinua). Desde el momento en que se detecta el hueco, se activa (Czs) la impedancia adicional (306) (Fig. 4b) y se desacopla (Con) el generador (302) de la red (303) (Fig. 4d). Cuando la tensión (U) de red (303) cae por debajo del perfil de hueco, se desactiva la impedancia adicional (306) (Fig. 4b). Como se observa en la Fig. 4b, en ningún momento se inyecta intensidad reactiva (iq) a la red (303). La Fig. 5 muestra el sistema (1 ) de generación de la invención que comprende un generador (2) eléctrico mecánicamente acoplado a una turbina (7) eólica, cuyo estátor está conectado a la red (3) a través de un interruptor (8) y cuyo rotor está conectado a un convertidor back-to-back (4) a su vez conectado a la red (3). El convertidor back-to-back está formado por el convertidor (4a) de rotor y el convertidor (4b) de estátor unidos por un enlace de continua (4c). El sistema (1 ) comprende además una primera impedancia adicional (5) conectada en paralelo entre el rotor de generador (2) y el convertidor (4a) de rotor y una segunda impedancia adicional (6) conectada al estátor. Los instantes de activación/desactivación de las impedancias adicionales (5, 6) se controlan por medio de una unidad de control (no mostrada).
Las Figs. 6a-e muestran algunas gráficas que muestran el funcionamiento del sistema (1 ) de la invención cuando se produce un hueco cuya duración requiere el uso de ambas impedancias adicionales (5, 6). En la Fig. 6a se observa el hueco de tensión con relación al perfil de hueco impuesto por la normativa (perfil de hueco representado aquí por medio de una línea discontinua). En primer lugar, como se aprecia en la Fig. 6b, se activa (CZR) la primera impedancia adicional (5) y, poco después, se comienza a inyectar reactiva (iq) a la red (3) (Fig. 6d). En este ejemplo, una vez la tensión (U) de la red (3) cae por debajo del perfil de hueco, se desconecta el generador (2) de la red (3) (Fig. 6e) y se activa (Czs) la segunda impedancia adicional (6) (Fig. 6c). Evidentemente, como muestra la Fig. 6d, termina en este momento la inyección de reactiva (iq) a la red (3) y la potencia generada se disipa en la segunda impedancia adicional (6). Cuando la tensión (U) de red (3) vuelve a valores nominales, según se muestra en la Fig. 6a, se sincroniza la tensión del estátor y la tensión de la red (3) y se vuelve a conectar el generador (2) a la red (3), desactivándose posteriormente la segunda impedancia adicional (6).

Claims

REIVINDICACIONES
Sistema (1 ) de generación eléctrica resistente a huecos de tensión, que comprende un generador (2) doblemente alimentado cuyo rotor está conectado a la red (3) eléctrica a través de un convertidor back-to-back (4) y cuyo estátor está conectado a la red (3) eléctrica, caracterizado porque comprende:
al menos una primera impedancia adicional (5) conectada en paralelo entre el rotor del generador (2) y el convertidor back-to-back (4); al menos una segunda impedancia adicional (6) conectada al estátor del generador (2); y
al menos una unidad de control con capacidad de gobernar las impedancias adicionales (5, 6).
Sistema (1 ) según la reivindicación 1 , donde el rotor del generador (2) está conectado a una turbina eólica (7).
Procedimiento de operación de un sistema (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones 1 -2, caracterizado porque comprende:
- detectar el hueco de tensión,
- permanecer conectado a la red (3) haciendo uso, durante el
tiempo necesario, de la primera impedancia adicional (5),
- aportar la corriente reactiva requerida,
- detectar que se alcanza un tiempo máximo de funcionamiento en estas condiciones,
- desconectar el estator de la red (3) y activar la segunda
impedancia adicional (6), comprendiendo
o controlar el par resistente del generador (2) haciendo uso de la segunda impedancia adicional (6),
o detectar el reestablecimiento de la tensión de red (3) a
valores dentro del rango de funcionamiento, o sincronizar la tensión de estator y la tensión de red (3), o conectar el estator a la red (3) y desactivar la segunda impedancia adicional (6).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2797906C (en) * 2010-04-29 2017-05-16 Ingeteam Power Technology, S.A. Electric generator control system and method
CN102055207B (zh) * 2010-12-16 2012-08-01 南京飓能电控自动化设备制造有限公司 低电压穿越智能功率控制单元及其应用
CN104298121B (zh) * 2013-07-15 2017-08-29 哈尔滨工业大学（威海） 面向控制技术研究的双馈风力发电系统模拟实验平台
EP3084907B1 (en) * 2013-12-18 2023-06-07 Ingeteam Power Technology, S.A. Variable impedance device for a wind turbine
WO2016059263A1 (es) * 2014-10-16 2016-04-21 Ingeteam Power Technology, S.A. Kit para una estación eólica, y método

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007057480A1 (es) 2005-11-21 2007-05-24 Ingeteam Technology, S.A. Un sistema de control y protección ante faltas simétricas y asimétricas, para generadores de tipo asíncrono
EP1863162A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-05 General Electric Company Refundant electrical brake and protection system for electric generators
US7332827B2 (en) 2003-02-07 2008-02-19 Vestas Wind Systems A/S Method for controlling a power-grid connected wind turbine generator during grid faults and apparatus for implementing said method
WO2009156540A1 (es) 2008-06-26 2009-12-30 Ingeteam Energy, S.A. Método de control de una turbina eólica
US20100117605A1 (en) * 2007-03-24 2010-05-13 Woodward Seg Gmbh & Co. Kg Method of and apparatus for operating a double-fed asynchronous machine in the event of transient mains voltage changes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2310685T3 (es) * 2002-09-24 2009-01-16 Ids Holding Ag Sistema de generador con un generador acoplado directamente a la red y procedimiento para controlar averias de la red.
US7253537B2 (en) * 2005-12-08 2007-08-07 General Electric Company System and method of operating double fed induction generators
US7394166B2 (en) * 2006-10-04 2008-07-01 General Electric Company Method, apparatus and computer program product for wind turbine start-up and operation without grid power

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7332827B2 (en) 2003-02-07 2008-02-19 Vestas Wind Systems A/S Method for controlling a power-grid connected wind turbine generator during grid faults and apparatus for implementing said method
WO2007057480A1 (es) 2005-11-21 2007-05-24 Ingeteam Technology, S.A. Un sistema de control y protección ante faltas simétricas y asimétricas, para generadores de tipo asíncrono
EP1863162A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-05 General Electric Company Refundant electrical brake and protection system for electric generators
US20100117605A1 (en) * 2007-03-24 2010-05-13 Woodward Seg Gmbh & Co. Kg Method of and apparatus for operating a double-fed asynchronous machine in the event of transient mains voltage changes
WO2009156540A1 (es) 2008-06-26 2009-12-30 Ingeteam Energy, S.A. Método de control de una turbina eólica

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