WO2016016479A1 - Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor cc/ca - Google Patents
Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor cc/ca Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016016479A1 WO2016016479A1 PCT/ES2014/070612 ES2014070612W WO2016016479A1 WO 2016016479 A1 WO2016016479 A1 WO 2016016479A1 ES 2014070612 W ES2014070612 W ES 2014070612W WO 2016016479 A1 WO2016016479 A1 WO 2016016479A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- phase
- disconnecting means
- converter
- voltages
- voltage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
-
- 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
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
- H02M1/084—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters using a control circuit common to several phases of a multi-phase system
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
-
- 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
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- 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
- H02J2300/28—The renewable source being wind energy
-
- 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
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- 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
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- 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
Definitions
- the present invention has its main field of application in the industry for the design of electronic devices and, more particularly, for those conceived within the sector of power systems for photovoltaic solar energy conversion.
- the invention could also be applicable in other fields such as wind generation, power generation by electrochemical cells or other devices that provide continuous energy.
- the photovoltaic installations of network connection are formed by a set of photovoltaic panels (photovoltaic generator) and an electronic converter of direct current to alternating current (DC / AC), also called inverter, which conditions the continuous energy produced by the panels making it alternating energy and injects it into the electricity grid.
- This photovoltaic inverter is connected and disconnected from the distribution network through disconnection means such as relays or contactors. These means must decouple the inverter from the network in the event of an alarm situation or when the inverter is switched off, thus ensuring the isolation between the power grid and the photovoltaic system.
- Certain electrical safety regulations of photovoltaic inverters such as IEC 62109 (Safety of power converters used in photovoltaic power systems), require the installation of these disconnecting means in the inverters.
- IEC 62109 Safety of power converters used in photovoltaic power systems
- transformerless inverters the standard requires the use of two serial disconnection means per phase. They also require verification of their correct opening and closing. This verification must be carried out at least every time the inverter is going to make a connection to the mains. If the disconnection means malfunctions, for example, the contacts of a disconnection system remain welded and do not disconnect the power grid, it could affect the safety of people. This is why the inverter must be able to detect the proper functioning of these disconnection means.
- An object of the invention is to provide a system for verifying the state of disconnection means arranged between a three-phase DC / AC converter and an electrical network, as described in the claims.
- the verification system of the invention is used to verify the state of a disconnecting means arranged between a three-phase DC / AC converter and an electrical network, it being understood by the state of the disconnecting means that said disconnecting means work correctly or not.
- Each phase comprises two means of disconnection in series between the network and the three-phase DC / AC converter.
- the system comprises a plurality of voltage detectors and a control unit that is communicated with the plurality of voltage detectors to receive the voltages measured by them and which is configured to determine the state of the disconnecting means based on said voltages.
- the plurality of voltage detectors comprises a voltage detector associated with each phase to measure the voltages between the midpoint of the disconnecting means corresponding to each phase and the neutral of the mains, and an additional voltage detector to measure the voltage between the neutral of the mains and a reference point on the DC side of the converter.
- Another object of the invention is to provide a method of verifying the state of disconnecting means arranged between a three-phase DC / AC converter and an electrical network, as described in the claims.
- the verification method of the invention is used to verify the state of a disconnecting means arranged between a three-phase DC / AC converter and an electrical network, it being understood by the state of the disconnecting means that said disconnecting means function correctly or not.
- the phase voltage between the midpoint of the three phases and the neutral of the mains is measured, the reference voltage between the neutral of the mains and the reference point of the converter is measured, and the state of the disconnecting means taking into account the measured voltages.
- Figure 1 schematically shows an embodiment of the verification system of the invention.
- Figure 2 shows a block diagram of a preferred embodiment of the method of the invention.
- Figure 3 schematically shows the system of Figure 1 in which the external disconnecting means of a phase have a defect.
- Figure 4 schematically shows the system of Figure 1 in which the internal disconnecting means of a phase have a defect.
- a first aspect of the invention relates to a verification system for disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c arranged between a three-phase DC / AC converter 3 and an electrical network 4.
- each phase L1, L2 and L3 are arranged two disconnecting means 1a and 2a, 1 by 2b, and 1 c and 2c connected in series by a corresponding midpoint 5, 6 and 7, as shown for example in Figure 1.
- internal disconnection means 1a, 1 and 1c are those disconnection means that are on the side of the three-phase DC / AC converter 3 (between the respective midpoints 5, 6 and 7 and the three-phase DC / AC converter 3), and external disconnecting means 2a, 2b and 2c to those disconnecting means that are on the side of the electrical network 4 (between the respective midpoints 5, 6 and 7 and the electrical network 4).
- the system comprises a plurality of voltage detectors 90, 91, 92 and 93 and a control unit 8 that communicates with detectors 90, 91, 92 and 93 to receive voltages V ' 0 -N, V' L1 . N , V ' L2 -N and V' L3 .
- N respective measurements by said plurality of detectors 90, 91, 92 and 93 and which is configured to determine the state of the disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c based on said voltages V ' 0 -N, V ' L1 . N , V ' L2 -N and V' L3 . N.
- the plurality of voltage detectors 90, 91, 92 and 93 comprises a respective voltage detector 91, 92 and 93 associated with each phase L1, L2 and L3 between the midpoint 5, 6 and 7 corresponding to each phase L1, L2 and L3 and the neutral N of the mains 4 to measure the phase voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N and V' L3 . N , and an additional voltage detector 90 between the neutral N of the mains 4 and a reference point O of the DC side of the three-phase DC / AC converter 3 to measure the reference voltage V ' 0 _ N.
- efficient verification can be obtained using a smaller number of voltage detectors (four) compared to the number used in the state of the art (six).
- the control unit 8 is also communicated with the disconnection means 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c in order to govern the opening and closing of said disconnection means 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b and 2c and is further configured to combine in a certain way the feedback of the voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N, V' L3 . n and V ' 0 -N and the government of the disconnection means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c in order to verify whether said disconnection means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c work correctly or not depending on that combination.
- the three-phase DC / AC converter 3 comprises a plurality of semiconductor type switches (not shown in the figures), the control unit 8 being further configured to govern the opening and closing of said switches of the three-phase DC / AC converter 3.
- a when verifying the state of the disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c said government is related to the voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N, V' L3 . n and V ' 0 -N measured by the plurality of respective voltage detectors 91, 92, 93 and 90 and with the government on the opening and closing of the disconnecting means 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b and 2c in a controlled way.
- the internal disconnecting means 1 a, 1 b, 1c may be governed by a single signal from the control unit 8 (all by the same signal) or by three independent signals from the control unit 8 (each by a ).
- the external disconnecting means 2a, 2b and 2c can be governed by a single signal from the control unit 8 (all by the same signal) or by three independent signals from the control unit 8 (each by a).
- the reference point O may be the negative of the continuous side of the three-phase DC / AC converter 3, the positive of said continuous side or an intermediate point between said positive and said negative, with which it is possible to obtain a known voltage per phase L1, L2 and L3 on the side of the three-phase DC / AC converter 3 referenced to said three-phase DC / AC converter 3.
- the system further comprises a divider branch (not shown in the figures) in said continuous side disposed between said positive and said negative, which preferably corresponds to a capacitive divider that is preferably formed by two capacitors connected in series, the intermediate point corresponding to the reference point corresponding to the connection point P between the two corresponding.
- capacitors preferably comprise the same capacity.
- a second aspect of the invention relates to a method of verifying the state of disconnecting means arranged between a three-phase DC / AC converter 3 and an electrical network 4, which is implemented by a control unit 8, two means of being arranged disconnection 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c connected in series by a midpoint 5, 6 and 7 in each phase L1, L2 and L3.
- the method is to verify whether the disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c work correctly or not.
- the phase voltage V ' L1 is measured. N , V ' L2 -N and V' L3 . N between the midpoint 5, 6 and 7 of the three phases L1, L2 and L3 and the neutral N of the power grid 4, the reference voltage V ' 0 -N between the neutral N of the power grid 4 and the reference point O of the three-phase DC / AC converter 3, and it is determined whether the disconnecting means 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b and 2c function correctly or not taking into account the voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N, V' L3 . N and V'ON measures. In this way, thanks to both the phase voltages V ' L1 .
- N , V ' L2 -N and V' L3 . N as with the reference voltage V ' 0 -N, these voltages V' L1 can be associated.
- N and V'ON measures both the mains 4 and the three-phase DC / AC converter 3, which allows a verification of all disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c with a number of detectors lower (four) than the one used in the state of the art (six), with the advantages that this entails in terms of cost and simplicity of design for example.
- the status of the external disconnecting means 2a, 2b and 2c is verified, taking into account only the phase voltages V ' L1 . N , V ' L2 . N and V ' L3 . N , and the status of the internal disconnecting means 1 a, 1 and 1 c is verified taking into account the sum between said phase voltages V ' L1 . N , V ' L2 . N and V ' L3 . N and the reference voltage V ' 0 -N, associating the phase voltages V' L1 . N , V ' L2 . N and V ' L3 . N next to the three-phase DC / AC converter 3 using these sums.
- a specific opening and closing sequence is applied to the disconnecting means 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c, a control is also carried out on the three-phase DC / AC converter 3 in which it is caused that for at least a period of time during the execution of the method said three-phase DC / AC converter 3 does not generate alternating voltage and that for at least one time interval during the execution of the method said three-phase DC / AC converter 3 generates a known alternating voltage, combining the voltages V ' L1 .
- the opening and closing sequence of the disconnecting means 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b and 2c, the voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N, V' L3 . n and V ' 0 -N measurements and control over the three-phase DC / AC converter 3 are related as follows:
- the method comprises an external test stage Ee in which the status of the external disconnecting means 2a, 2b, 2c is checked, comprising the following steps:
- the control unit 8 determines, by means of the control unit 8, the malfunction of one of the external disconnecting means 2a, 2b and 2c if the phase voltage V ' L1 . N , V ' L2 . No. V'L 3 . N associated with its phase L1, L2 or L3 is greater than the default external threshold value Te. If the phase voltage V ' L1 . N , V ' L2 . No. V ' L3 . Associated N of a phase L1, L2 or L3 is approximately zero (or is below the external threshold value Te), the control unit 8 assumes that either there is no voltage in the power grid 4, or the operation of said means External disconnection 2a, 2b and 2c is correct (at least in terms of opening).
- the predetermined external threshold value Te is related to the nominal voltage of the mains 4, which can correspond, for example, to 80% of said nominal voltage. Below this value it is considered that there is no power grid 4.
- the method further comprises an internal check stage Ei in which the status of the internal disconnecting means 1 a, 1 b and 1 c is checked, comprising the following steps :
- the control unit 8 determines, with the control unit 8, a malfunction of one of the internal disconnecting means 1 a, 1 and 1c if the result of the sum corresponding to its phase L1, L2 or L3 is greater than the internal threshold value Ti predetermined. If the result of a sum is approximately zero (or less than the internal threshold value Ti) the control unit 8 assumes that either the three-phase DC / AC converter 3 does not work properly or the operation of the internal disconnecting means 1 to, 1 bo 1c of the corresponding phase L1, L2 or L3 is correct (at least in terms of opening).
- the predetermined internal threshold value Ti is related to the alternating voltage generated with the converter, which can correspond, for example, to 80% of said voltage.
- the method further comprises an additional check stage Ea to determine if during said closure said internal disconnecting means 1 a, 1 b and 1 c also function correctly.
- Said additional verification method Ea comprises the following steps:
- the control unit 8 - comparing, preferably with the control unit 8, the result of each sum with a predetermined additional threshold value Ta, said additional threshold value being Ta equal to or less than the alternating voltage generated by the three-phase DC / AC converter 3; and - determine, with the control unit 8, a malfunction of one of the internal disconnecting means 1 a, 1 b and 1c if the result of the sum corresponding to its phase L1, L2 or L3 is less than the additional threshold value Default Ta If the result of a sum exceeds the additional threshold value Ta predetermined, the control unit 8 assumes that the three-phase DC / AC converter 3 functions correctly and that the operation of the corresponding internal disconnection means 1 a, 1 b or 1 c is correct.
- the additional threshold value Ta corresponds to the internal threshold value Ti.
- the method further comprises a final check stage Ef comprising the following steps:
- the internal disconnection means 1 a, 1 b and 1 ca are opened at the same time that the external disconnection means 2a, 2b and 2c are closed or closed; - phase voltages V ' L1 are measured.
- each of said phase voltages V ' L1 is compared.
- the external disconnecting means 2a, 2b and 2c work correctly if their corresponding measured voltage exceeds the predetermined final threshold value Tf, at the same time it is determined that the power grid 4 is connected.
- the final threshold value Tf corresponds to the external threshold value Te.
- the order of execution of the stages in the preferred embodiment is as follows: first the external check stage Ee is executed, then the internal check stage Ei, then the additional check stage Ea and finally the final check stage Ef; as shown in figure 2.
- This order of execution is not limiting, and in other embodiments it could vary.
- the control unit 8 orders the opening of all disconnection means 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c (as mentioned, due to a malfunction the disconnecting means 2b remains closed, casuistic that has not yet has been identified) and phase V voltages LI-N, 'L2-N and' L3-N- are detected As the external disconnecting means 2b of phase L2 is closed, the control unit 8 detects that the voltage of corresponding phase V ' L2 -N is above the predetermined external threshold value Te and determines a malfunction of the external disconnecting means associated with said phase (in this case the external disconnecting means 2b associated with phase L2). The method can continue to be implemented to determine if internal disconnection means 1 a, 1 b and 1c and the other external disconnection means 2a and 2c function correctly or not.
- the control unit 8 orders the opening of all disconnection means 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b and 2c (as mentioned, due to a malfunction the internal disconnection means 1c remains closed, casuistic that still not identified) and phase V ' L1 voltages are detected.
- N, V ' L2 -N and' L3_ N measured by the corresponding detectors 91, 92 and 93. Since all external disconnection means 2a, 2b and 2c have been opened (it is assumed that all external disconnection means 2a, 2b and 2c work correctly for this example), control unit 8 detects that phase V voltages' L1 . N , V ' L2 -N and V' L3 . N are approximately equal to zero, and does not detect any anomaly in them.
- the control unit 8 orders to generate a known alternating voltage to the three-phase DC / AC converter 3, the voltages V ' L1 are measured. N , V ' L2 -N, V' L3 . n and V ' 0 -N, and the reference voltage V' 0 -N is added to each of the phase voltages V ' L1 . N , V ' L2 -N and V' L3 . N. Since the internal disconnecting means 1c of phase L3 is short-circuited, the sum of the voltages V'L 3 . N and V'ON is above the internal threshold value Ti, and the control unit 8 determines the malfunction of said internal disconnect means 1c. The method can continue to be implemented to determine whether the external disconnection means 2a, 2b and 2c and the other internal disconnection means 1a and 1 c work correctly or not.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor CC/CA que están unidos en serie por un punto medio (5, 6, 7) en cada fase (L1, L2, L3) el convertidor (3) y una red eléctrica (4). El sistema comprende unos detectores (90, 91, 92, 93) de tensión y una unidad de control (8) comunicada con dichos detectores (90, 91, 92, 93), y configurada para determinar el estado de los medios de desconexión (1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c)en función de dichas tensiones. Los detectores comprenden un detector (91, 92, 93) asociado a cada fase (L1, L2, L3) para medir las tensiones (V'L1-N, V'L2-N, V'L3-N) entre el punto medio (5, 6, 7) correspondiente y el neutro (N) de la red eléctrica (4), y un detector (90) adicional para medir la tensión (V'O-N) entre dicho neutro (N) y un punto de referencia (O) del convertidor (3).
Description
DESCRIPCIÓN
"Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor CC/CA"
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención tiene su principal campo de aplicación en la industria destinada al diseño de dispositivos electrónicos y, más particularmente, a los concebidos dentro del sector de los sistemas de potencia para conversión de energía solar fotovoltaica. La invención también podría ser aplicable en otros campos como la generación eólica, generación de energía mediante células electroquímicas u otros dispositivos que proporcionen una energía continua.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
Las instalaciones fotovoltaicas de conexión a red están formadas por un conjunto de paneles fotovoltaicos (generador fotovoltaico) y un convertidor electrónico de corriente continua a corriente alterna (CC/CA), también denominado inversor, que acondiciona la energía continua producida por los paneles convirtiéndola en energía alterna y la inyecta a la red eléctrica. Este inversor fotovoltaico se conecta y desconecta de la red de distribución a través de unos medios de desconexión como por ejemplo relés o contactores. Estos medios deben desacoplar el inversor de la red ante una situación de alarma o cuando el inversor está apagado, de esta manera aseguran el aislamiento entre la red eléctrica y la instalación fotovoltaica.
Ciertas normativas de seguridad eléctrica de inversores fotovoltaicos, como la IEC 62109 (Seguridad de los convertidores de potencia utilizados en sistemas de potencia fotovoltaicos), exigen la instalación en los inversores de estos medios de desconexión. En inversores sin transformador la norma exige el uso de dos medios de desconexión seriados por fase. También exigen la verificación de la correcta apertura y cierre de los mismos. Esta verificación debe realizarse al menos cada vez que el inversor vaya a realizar una conexión con la red eléctrica.
Si se produce un mal funcionamiento de los medios de desconexión, por ejemplo, los contactos de un sistema de desconexión quedan soldados y no realizan la desconexión de la red eléctrica, podría afectar a la seguridad de las personas. Es por esto que el inversor debe ser capaz de detectar el buen funcionamiento de estos medios de desconexión.
Existen diferentes métodos para la detección del defecto de un sistema de desconexión. En un inversor con doble sistema de desconexión, un método típico consiste en realizar seis medidas de tensión, tres de ellas en el lado de red y tres de ellas entre los diferentes medios de desconexión de una misma fase (para cada fase). Un ejemplo de este sistema lo encontramos en el documento US20100226160A1 , donde, por cada fase, por un lado se mide la tensión entre el punto medio entre los dos sistemas de conexión en serie y un punto de referencia del inversor, y por otro lado se mide la tensión entre el neutro de la red y la salida del sistema de conexión unido a la red. Así, en este documento se divulga un método que exige el empleo de seis medidas de tensión, con sus seis correspondientes medidores de tensión o detectores para verificar el buen funcionamiento de los medios de desconexión. Cada uno de estos medidores supone la inclusión de un hardware de tratamiento de señal que incide en el coste final del inversor.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
Un objeto de la invención es el de proporcionar un sistema de verificación del estado de unos medios de desconexión dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA y una red eléctrica, tal y como se describe en las reivindicaciones.
El sistema de verificación de la invención se emplea para verificar el estado de unos medios de desconexión dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA y una red eléctrica, entendiéndose por estado de los medios de desconexión el que dichos medios de desconexión funcionen correctamente o no. Cada fase comprende dos medios de desconexión en serie entre la red y el convertidor trifásico CC/CA. El sistema comprende una pluralidad de detectores de tensión y una unidad de control que está comunicada con la pluralidad de detectores de tensión para recibir las tensiones medidas por ellos y que está configurada para determinar el estado de los medios de desconexión en función de dichas tensiones.
La pluralidad de detectores de tensión comprende un detector de tensión asociado a cada fase para medir las tensiones entre el punto medio de los medios de desconexión correspondiente a cada fase y el neutro de la red eléctrica, y un detector adicional de tensión para medir la tensión entre el neutro de la red eléctrica y un punto de referencia del lado de continua del convertidor.
De esta manera, gracias a medir la tensión en los puntos medios de cada fase y a medir la tensión entre el neutro de la red eléctrica y el punto de referencia del convertidor se pueden asociar dichas tensiones medidas en los puntos medios tanto a la red eléctrica como al convertidor, lo que permite una verificación de todos los medios de desconexión (tanto de los que están en el lado del convertidor como de los que están en el lao de la red eléctrica), con un número de detectores inferior (cuatro) que el empleado en el estado de la técnica (seis), con las ventajas que ello conlleva en cuanto a coste y a simplicidad de diseño por ejemplo.
Otro objeto de la invención es el de proporcionar un método de verificación del estado de unos medios de desconexión dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA y una red eléctrica, tal y como se describe en las reivindicaciones. El método de verificación de la invención se emplea para verificar del estado de unos medios de desconexión dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA y una red eléctrica, entendiéndose por estado de los medios de desconexión el que dichos medios de desconexión funcionen correctamente o no. En el método se mide la tensión de fase entre el punto medio de las tres fases y el neutro de la red eléctrica, se mide la tensión de referencia entre el neutro de la red eléctrica y el punto de referencia del convertidor, y se determina el estado de los medios de desconexión teniendo en cuenta las tensiones medidas. Con el método de la invención se obtienen al menos las ventajas comentadas para el sistema de verificación de la invención. Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra esquemáticamente una realización del sistema de verificación de la invención.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de una realización preferente del método de la invención.
La figura 3 muestra esquemáticamente el sistema de la figura 1 en el que los medios de desconexión externos de una fase presentan un defecto.
La figura 4 muestra esquemáticamente el sistema de la figura 1 en el que los medios de desconexión internos de una fase presentan un defecto.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema de verificación de unos medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA 3 y una red eléctrica 4. En cada fase L1 , L2 y L3 están dispuestos dos medios de desconexión 1a y 2a, 1 b y 2b, y 1 c y 2c unidos en serie por un punto medio 5, 6 y 7 correspondiente, tal y como se muestra por ejemplo en la figura 1. En adelante se denominan medios de desconexión internos 1a, 1 b y 1c a aquellos medios de desconexión que están en el lado del convertidor trifásico CC/CA 3 (entre los puntos medios 5, 6 y 7 respectivos y el convertidor trifásico CC/CA 3), y medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c a aquellos medios de desconexión que están en el lado de la red eléctrica 4 (entre los puntos medios 5, 6 y 7 respectivos y la red eléctrica 4).
El sistema comprende una pluralidad de detectores 90, 91 , 92 y 93 de tensión y una unidad de control 8 que está comunicada con los detectores 90, 91 , 92 y 93 para recibir las tensiones V'0-N, V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N respectivas medidas por dicha pluralidad de detectores 90, 91 , 92 y 93 y que está configurada para determinar el estado de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c en función de dichas tensiones V'0-N, V'L1.N, V'L2-N y V'L3. N. La pluralidad de detectores 90, 91 , 92 y 93 de tensión comprende un detector 91 , 92 y 93 de tensión respectivo asociado a cada fase L1 , L2 y L3 entre el punto medio 5, 6 y 7
correspondiente a cada fase L1 , L2 y L3 y el neutro N de la red eléctrica 4 para medir las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N, y un detector 90 adicional de tensión entre el neutro N de la red eléctrica 4 y un punto de referencia O del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA 3 para medir la tensión de referencia V'0_N. De esta manera con el sistema de la invención se puede obtener una verificación eficiente empleando un número menor de detectores de tensión (cuatro) en comparación con el número empleado en el estado de la técnica (seis).
La unidad de control 8 está además comunicada con los medios de desconexión 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c para poder gobernar la apertura y el cierre de dichos medios de desconexión 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b y 2c y está configurada además para combinar de una manera determinada las captaciones de las tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n y V'0-N y el gobierno de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c con el fin de verificar si dichos medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c funcionan correctamente o no en función de dicha combinación.
El convertidor trifásico CC/CA 3 comprende una pluralidad de interruptores del tipo semiconductor (no representados en las figuras), estando la unidad de control 8 configurada además para gobernar la apertura y el cierre de dichos interruptores del convertidor trifásico CC/CA 3. A la hora de verificar el estado de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c dicho gobierno está relacionado con las tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n y V'0-N medidas por la pluralidad de detectores 91 , 92, 93 y 90 de tensión respectivos y con el gobierno sobre la apertura y el cierre de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b y 2c de una manera controlada. Los medios de desconexión internos 1 a, 1 b, 1c pueden estar gobernados por una única señal procedente de la unidad de control 8 (todos por la misma señal) o por tres señales independientes procedentes de la unidad de control 8 (cada uno por una). De la misma manera los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c pueden estar gobernados por una única señal procedente de la unidad de control 8 (todos por la misma señal) o por tres señales independientes procedentes de la unidad de control 8 (cada uno por una).
El punto de referencia O puede ser el negativo del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA 3, el positivo de dicho lado de continua o un punto intermedio entre dicho positivo y dicho negativo, con el que se permite obtener una tensión conocida por fase L1 , L2 y L3 en el lado del convertidor trifásico CC/CA 3 referenciada a dicho convertidor trifásico CC/CA 3.
En el caso en el que el punto de referencia O se corresponda con un punto intermedio entre el positivo y el negativo del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA 3, el sistema comprende además un rama divisora (no representada en las figuras) en dicho lado de continua dispuesta entre dicho positivo y dicho negativo, que preferentemente se corresponde con un divisor capacitivo que preferentemente está formado por dos condensadores conectados en serie, correspondiéndose el punto intermedio que sirve como punto de referencia con el punto de conexión P entre los dos condensadores. Los condensadores comprenden preferentemente una misma capacidad. Un segundo aspecto de la invención se refiere a un método de verificación del estado de unos medios de desconexión dispuestos entre un convertidor trifásico CC/CA 3 y una red eléctrica 4, que se implementa mediante una unidad de control 8, estando dispuestos dos medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c unidos en serie por un punto medio 5, 6 y 7 en cada fase L1 , L2 y L3. Con el método se pretende verificar si los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c funcionan correctamente o no.
En el método de verificación se mide la tensión de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N entre el punto medio 5, 6 y 7 de las tres fases L1 , L2 y L3 y el neutro N de la red eléctrica 4, se mide la tensión de referencia V'0-N entre el neutro N de la red eléctrica 4 y el punto de referencia O del convertidor trifásico CC/CA 3, y se determina si los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b y 2c funcionan correctamente o no teniendo en cuenta las tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3. N y V'O-N medidas. De esta manera, gracias tanto a las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N como a la tensión de referencia V'0-N se pueden asociar dichas tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3.N y V'O-N medidas tanto a la red eléctrica 4 como al convertidor trifásico CC/CA 3, lo que permite una verificación de todos los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c con un número de detectores inferior (cuatro) que el empleado en el estado de la técnica (seis), con las ventajas que ello conlleva en cuanto a coste y a simplicidad de diseño por ejemplo.
Con el método se verifica el estado de los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c teniéndose en cuenta únicamente las tensiones de fase V'L1.N, V'L2.N y V'L3.N, y se verifica el estado de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c teniéndose en cuenta la suma entre dichas tensiones de fase V'L1.N, V'L2.N y V'L3.N y la tensión de referencia V'0-N, asociándose las tensiones de fase V'L1.N, V'L2.N y V'L3.N al lado del convertidor trifásico CC/CA 3 mediante dichas sumas.
Para determinar el estado de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c se aplica una secuencia determinada de apertura y cierre sobre los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c, se realiza además un control sobre el convertidor trifásico CC/CA 3 en el que se provoca que durante al menos un intervalo de tiempo durante la ejecución del método dicho convertidor trifásico CC/CA 3 no genere tensión alterna y que durante al menos un intervalo de tiempo durante la ejecución del método dicho convertidor trifásico CC/CA 3 genere una tensión alterna conocida, combinándose las tensiones V'L1.N, V'L2-N, 'I_3-N y 'O-N medidas, la secuencia determinada de apertura y cierre sobre los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b y 2c y el control sobre el convertidor trifásico CC/CA 3 de una manera determinada.
En una realización preferente del método, la secuencia de apertura y cierre de los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b y 2c, las tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n y V'0-N medidas y el control sobre el convertidor trifásico CC/CA 3 se relacionan de la siguiente manera:
El método comprende una etapa de comprobación externa Ee en la que se comprueba el estado de los medios de desconexión externos 2a, 2b, 2c, que comprende los siguientes pasos:
- abrir, mediante la unidad de control 8, todos los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c (o mantenerlos abiertos si están abiertos);
- medir las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N con los detectores 91 , 92 y 93 correspondientes;
- comparar, preferentemente con la unidad de control 8, cada una de dichas tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N con un valor umbral externo Te predeterminado; y
- determinar, mediante la unidad de control 8, el mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión externo 2a, 2b y 2c si la tensión de fase V'L1.N, V'L2.N o V'L3.N asociada a su fase L1 , L2 o L3 es mayor que el valor umbral externo Te predeterminado. Si la tensión de fase V'L1.N, V'L2.N o V'L3.N asociada de una fase L1 , L2 o L3 es aproximadamente cero (o está por debajo del valor umbral externo Te), la unidad de control 8 asume que o bien no hay tensión en la red eléctrica 4, o bien el funcionamiento de dichos medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c es correcto (al menos en cuanto a su apertura).
El valor umbral externo Te predeterminado está relacionado con la tensión nominal de la red eléctrica 4, pudiendo corresponderse por ejemplo con el 80% de dicha tensión nominal. Por debajo de dicho valor se considera que no hay red eléctrica 4. El método comprende además una etapa de comprobación interna Ei en la que se comprueba el estado de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c, que comprende los siguientes pasos:
- abrir, mediante la unidad de control 8, todos los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c (o mantenerlos abiertos si están abiertos);
- provocar, mediante una orden preferentemente de la unidad de control 8, la generación de una tensión alterna conocida mediante el convertidor trifásico CC/CA 3;
- medir las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N entre cada fase L1 , L2 y L3 y el neutro N de la red eléctrica 4 con los detectores 91 , 92 y 93 correspondientes;
- medir la tensión de referencia V'0-N entre el neutro N de la red eléctrica 4 y el punto de referencia O del convertidor trifásico CC/CA 3 con el detector 90 adicional correspondiente;
- sumar, preferentemente con la unidad de control 8, la tensión de referencia V'0-N a cada una de las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N, obteniéndose así una tensión fase - punto de referencia O para cada fase L1 , L2 y L3;
- comparar, preferentemente con la unidad de control 8, el resultado de cada suma con un valor umbral interno Ti predeterminado, siendo dicho valor umbral interno Ti igual o inferior a la tensión alterna generada por el convertidor trifásico CC/CA 3; y
- determinar, con la unidad de control 8, un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1c si el resultado de la suma correspondiente a su fase L1 , L2 o L3 es mayor que el valor umbral interno Ti predeterminado. Si el resultado de una suma es aproximadamente cero (o inferior al valor umbral interno Ti) la unidad de control 8 asume que o bien el convertidor trifásico CC/CA 3 no funciona correctamente o bien el funcionamiento de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b o 1c de la fase L1 , L2 o L3 correspondiente es correcto (al menos en cuanto a su apertura).
El valor umbral interno Ti predeterminado está relacionado con la tensión alterna generada con el convertidor, pudiendo corresponderse por ejemplo con el 80% de dicha tensión.
Con las etapas de comprobación Ee e Ei se determina principalmente si los medios de desconexión 1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c funcionan correctamente a la hora de abrirse, y el
método comprende además una etapa de comprobación adicional Ea para determinar si durante su cierre dichos medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c funcionan también correctamente. Dicho método de comprobación adicional Ea comprende los siguientes pasos:
- cerrar, mediante la unidad de control 8, los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c,(o mantenerlos cerrados si estuviesen cerrados);
- provocar, mediante una orden preferentemente de la unidad de control 8, la generación una tensión alterna conocida mediante el convertidor trifásico CC/CA 3;
- medir las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N entre cada fase L1 , L2 y L3 y el neutro N de la red eléctrica 4 con los detectores 91 , 92 y 93 correspondientes;
- medir la tensión de referencia V'0-N entre el neutro N de la red eléctrica 4 y el punto de referencia O del convertidor trifásico CC/CA 3 con el detector 90 adicional correspondiente;
- sumar, preferentemente con la unidad de control 8, la tensión de referencia V'0-N a cada una de las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N, obteniéndose así una tensión fase - punto de referencia O para cada fase L1 , L2 y L3;
- comparar, preferentemente con la unidad de control 8, el resultado de cada suma con un valor umbral adicional Ta predeterminado, siendo dicho valor umbral adicional Ta igual o inferior a la tensión alterna generada por el convertidor trifásico CC/CA 3; y - determinar, con la unidad de control 8, un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1c si el resultado de la suma correspondiente a su fase L1 , L2 o L3 es menor que el valor umbral adicional Ta predeterminado. Si el resultado de una suma supera el valor umbral adicional Ta predeterminado la unidad de control 8 asume que el convertidor trifásico CC/CA 3 funciona correctamente y que el funcionamiento de los medios de desconexión internos 1 a, 1 b o 1 c correspondientes es correcto.
Preferentemente el valor umbral adicional Ta se corresponde con el valor umbral interno Ti. El método comprende además una etapa de comprobación final Ef que comprende los siguientes pasos:
- mediante la unidad de control 8, se abren los medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c a la misma vez que se mantienen cerrados o se cierran los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c;
- se miden las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N entre cada fase L1 , L2 y L3 y el neutro N de la red eléctrica 4 con los detectores 91 , 92 y 93 correspondientes;
- se compara cada una de dichas tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N con un valor umbral final Tf predeterminado; y
- se determina que los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c funcionan correctamente si su tensión medida correspondiente supera valor umbral final Tf predeterminado, a la misma vez que se determina que la red eléctrica 4 está conectada. Preferentemente el valor umbral final Tf se corresponde con el valor umbral externo Te.
El orden de ejecución de las etapas en la realización preferente es el siguiente: primero se ejecuta la etapa de comprobación externa Ee, después la etapa de comprobación interna Ei, posteriormente la etapa de comprobación adicional Ea y finalmente la etapa de comprobación final Ef; tal y como se muestra en la figura 2. Este orden de ejecución no es limitativo, y en otras realizaciones podría variar.
A continuación y a modo de ejemplo se describe la identificación de un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c con el método de la invención (en particular con la realización preferente del método), que en este ejemplo se corresponde con los medios de desconexión 2b de la fase L2 tal y como se muestra en la figura 3, donde se muestra que los contactos de dichos medios de desconexión 2b han quedado cortocircuitados. Como consecuencia, a pesar de que la unidad de control 8 ordene su apertura dichos medios de desconexión 2b permanecen cerrados en todo momento.
En primer lugar se ejecuta la etapa de comprobación externa Ee. La unidad de control 8 ordena la apertura de todos los medios de desconexión 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c (como se ha comentado, debido a un mal funcionamiento el medio de desconexión 2b permanece cerrado, casuística que todavía no se ha identificado) y se detectan las tensiones de fase V LI-N, 'L2-N y 'L3-N- Como el medio de desconexión externo 2b de la fase L2 está cerrado, la unidad de control 8 detecta que la tensión de fase V'L2-N correspondiente está por encima del valor umbral externo Te predeterminado y determina un mal funcionamiento del medio de desconexión externo asociado a dicha fase (en este caso el medio de desconexión externo 2b asociado a la fase L2). El método puede seguir implementándose para determinar si los
medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1c y los demás medios de desconexión externos 2a y 2c funcionan correctamente o no.
A continuación y a modo de ejemplo se describe la detección del mal funcionamiento de unos medios de desconexión internos 1 a, 1 b y 1 c con el método de la invención (en particular con la realización preferente del método), que en este ejemplo se corresponden con el medio de desconexión interno 1 c de la fase L3 tal y como se muestra en la figura 4, donde se muestra que los contactos de dicho medio de desconexión interno 1 c han quedado cortocircuitados. Como consecuencia a pesar de que la unidad de control 8 ordene su apertura dicho medio de desconexión interno 1 c permanece cerrado.
En primer lugar se ejecuta la etapa de comprobación externa Ee. La unidad de control 8 ordena la apertura de todos los medios de desconexión 1a, 1 b, 1 c, 2a, 2b y 2c (como se ha comentado, debido a un mal funcionamiento el medio de desconexión interno 1c permanece cerrado, casuística que todavía no se ha identificado) y se detecta las tensiones de fase V'L1. N, V'L2-N y 'L3_N medidas por los detectores 91 , 92 y 93 correspondientes. Como todos los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c se han abierto (se asume que todos los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c funcionan correctamente para este ejemplo), la unidad de control 8 detecta que las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N son aproximadamente iguales a cero, y no detecta anomalía alguna en ellos.
Tras la etapa de comprobación externa Ee se ejecuta la etapa de comprobación interna Ei. La unidad de control 8 ordena generar una tensión alterna conocida al convertidor trifásico CC/CA 3, se miden las tensiones V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n y V'0-N, y se suma la tensión de referencia V'0-N a cada una de las tensiones de fase V'L1.N, V'L2-N y V'L3.N. Dado que el medio de desconexión interno 1c de la fase L3 está cortocircuitado, la suma de las tensiones V'L3.N y V'O-N está por encima del valor umbral interno Ti, y la unidad de control 8 determina el mal funcionamiento de dicho medio de desconexión interno 1c. El método puede seguir implementándose para determinar si los medios de desconexión externos 2a, 2b y 2c y los demás medios de desconexión internos 1a y 1 c funcionan correctamente o no.
Claims
REIVINDICACIONES
Sistema de verificación de medios de desconexión de un convertidor trifásico CC/CA (3), estando dispuestos dos medios de desconexión (1a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) unidos en serie por un punto medio (5, 6, 7) en cada fase (L1 , L2, L3), entre el convertidor trifásico CC/CA (3) y una red eléctrica (4), comprendiendo el sistema una pluralidad de detectores (90, 91 , 92, 93) de tensión y una unidad de control (8) que está comunicada con dicha pluralidad de detectores (90, 91 , 92, 93) de tensión para recibir las tensiones medidas y que está configurada para determinar el estado de los medios de desconexión (1a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) en función de dichas tensiones, caracterizado porque la pluralidad de detectores de tensión comprende un detector (91 , 92, 93) de tensión asociado a cada fase (L1 , L2, L3) respectivamente para medir las tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n) entre cada punto medio (5, 6, 7) y el neutro (N) de la red eléctrica (4), y un detector (90) adicional de tensión para medir la tensión de referencia (V'0-N) entre el neutro (N) de la red eléctrica (4) y un punto de referencia (O) del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA (3).
Sistema de verificación según la reivindicación 1 , en donde la unidad de control (8) está comunicada con los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c) y está configurada para gobernar la apertura y el cierre de dichos medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c), para combinar de una manera determinada las tensiones (V'U-N, V'L2-N, 'L3_N, V'O-N) medidas y el gobierno sobre la apertura y el cierre de dichos medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c), y para determinar el estado de los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) en función de dicha combinación.
Sistema de verificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el convertidor trifásico CC/CA (3) comprende una pluralidad de interruptores del tipo semiconductor, estando la unidad de control (8) adaptada además para controlar la apertura y el cierre de dichos interruptores del convertidor trifásico CC/CA (3), estando el control de dichos interruptores relacionado con las tensiones (V'U-N, V'L2-N, 'L3_N, V'O-N) medidas y con el gobierno sobre la apertura y el cierre de dichos medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c) de una manera controlada para determinar el estado de los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c).
Sistema de verificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el punto de referencia (O) se corresponde con el positivo del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA (3), con el negativo del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA (3) o con un punto intermedio entre el positivo y el negativo del lado de continua del convertidor trifásico CC/CA (3)
Sistema de verificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de desconexión dispuestos entre los puntos medios (5, 6, 7) y el convertidor trifásico CC/CA (3) se corresponden con medios de desconexión internos (1 a, 1 b, 1 c) y están gobernados por una misma señal procedente de la unidad de control (8) o por tres señales independientes procedentes de la unidad de control (8).
Sistema de verificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de desconexión dispuestos entre los puntos medios (5, 6, 7) y la red eléctrica (4) se corresponden con medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c) y están gobernados por una misma señal procedente de la unidad de control (8) o por tres señales independientes procedentes de la unidad de control (8).
Método de verificación de medios de desconexión de un convertidor trifásico CC/CA (3), estando dispuestos dos medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c) unidos en serie por un punto medio (5, 6, 7) en cada fase (L1 , L2, L3) entre el convertidor trifásico CC/CA (3) y una red eléctrica (4), caracterizado porque en el método se mide la tensión de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n) entre el punto medio (5, 6, 7) de las tres fases (L1 , L2, L3) y el neutro (N) de la red eléctrica (4), se mide la tensión de referencia (V'0-N) entre el neutro (N) de la red eléctrica (4) y un punto de referencia (O) del convertidor trifásico CC/CA (3), y se determina el estado de los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) teniendo en cuenta las tensiones (V'L1.N, V'L2-N, V'L3-N, VO-N) medidas.
Método de verificación según la reivindicación 7, en donde los medios de desconexión dispuestos entre los puntos medios (5, 6, 7) y el convertidor trifásico CC/CA (3) se corresponden con unos medios de desconexión internos (1a, 1 b, 1c) y en donde los medios de desconexión dispuestos entre los puntos medios (5, 6, 7) y la red eléctrica (4) se corresponden con unos medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c), teniéndose en cuenta únicamente las tensiones de fase (V'LI-N, 'L2-N, V'LS-N)
para verificar el estado de los medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c) y teniéndose en cuenta la suma entre cada una de dichas tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, 'L3_N) y la tensión de referencia (V'0-N) para verificar el estado de los medios de desconexión internos (1 a, 1 b, 1 c).
9. Método de verificación según la reivindicación 8, en donde para determinar el estado de los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) se aplica una secuencia determinada de apertura y cierre sobre los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c) y se realiza además un control sobre el convertidor trifásico CC/CA (3) en el que se provoca que durante al menos un intervalo de tiempo durante la ejecución del método dicho convertidor trifásico CC/CA (3) no genere tensión alterna y que durante al menos un intervalo de tiempo durante la ejecución del método dicho convertidor trifásico CC/CA (3) genere una tensión alterna conocida, combinándose las tensiones (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.N, V'0-N) medidas, la secuencia determinada de apertura y cierre sobre los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c) y el control sobre el convertidor trifásico CC/CA (3) de una manera determinada.
10. Método de verificación según la reivindicación 9, que comprende una etapa de comprobación externa (Ee) en la que se abren o mantienen abiertos todos los medios de desconexión (1a, 1 b, 1c, 2a, 2b, 2c); se miden las tensiones de fase (V'L1.
N, V'L2-N, 'L3_N) entre cada punto medio (5, 6, 7) y el neutro (N) de la red eléctrica (4); se compara cada una de dichas tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n) con un valor umbral externo (Te) predeterminado; y se determina un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c) si la tensión de fase (V'L1.N, V'L2- N, V'L3_N) asociada a su fase (L1 , L2, L3) es mayor que el valor umbral externo (Te) predeterminado.
1 1. Método de verificación según las reivindicaciones 9 o 10, que comprende una etapa de comprobación interna (Ei) en la que se abren o mantienen abiertos todos los medios de desconexión (1 a, 1 b, 1 c, 2a, 2b, 2c); se genera una tensión alterna conocida mediante el convertidor trifásico CC/CA (3); se miden las tensiones de fase (V'U-N, V'L2-N, 'L3_N) entre cada punto medio (5, 6, 7) y el neutro (N) de la red eléctrica (4); se mide la tensión de referencia (V'0-N); se suma la tensión de referencia (V'0-N) a cada una de las tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n); se compara el resultado de cada suma con un valor umbral interno (Ti) predeterminado; y se determina el mal
funcionamiento de uno de los medios de desconexión internos (1 a, 1 b, 1 c) si el resultado de la suma correspondiente a su fase (L1 , L2, L3) es mayor que el valor umbral interno (Ti) predeterminado. 12. Método de verificación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 1 1 , que comprende una etapa de comprobación adicional (Ea) en la que se cierran o mantienen cerrados todos los medios de desconexión internos (1 a, 1 b, 1 c); se genera una tensión alterna conocida mediante el convertidor trifásico CC/CA (3); se miden las tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n) entre cada punto medio (5, 6, 7) y el neutro (N) de la red eléctrica (4); se mide la tensión de referencia (V'0-N); se suma la tensión de referencia (VO-N) 3 cada una de las tensiones de fase (V'LI-N, 'L2-N, V'LS-N) medidas; se compara el resultado de cada suma con un valor umbral adicional (Ta) predeterminado; y se determina un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión internos (1 a, 1 b, 1 c) si el resultado de la suma de su fase (L1 , L2, L3) correspondiente es menor que el valor umbral adicional (Ta) predeterminado.
13. Método de verificación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, que comprende una etapa de comprobación final (Ef) en la que se abren los medios de desconexión internos (1a, 1 b, 1 c); se mantienen cerrados o se cierran los medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c); se miden las tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3. n) entre cada punto medio (5, 6, 7) y el neutro (N) de la red eléctrica (4); se comparan dichas tensiones de fase (V'L1.N, V'L2-N, V'L3.n) con un valor umbral final (Tf) predeterminado; y se determina un mal funcionamiento de uno de los medios de desconexión externos (2a, 2b, 2c) si la tensión de fase (V'LI-N, 'L2-N, V'LS-N) correspondiente a su fase (L1 , L2, L3) es menor que dicho valor umbral final (Tf).
14. Método de verificación según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde en primer lugar se ejecuta la etapa de comprobación externa (Ee), después la etapa de comprobación interna (Ei), posteriormente la etapa de comprobación adicional (Ea) y finalmente la etapa de comprobación final (Ef).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/ES2014/070612 WO2016016479A1 (es) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor cc/ca |
EP14761671.8A EP3176802B1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | System and method for verifying circuit-breaker means of an ac/dc converter |
US15/329,951 US20170264212A1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Verifying system and method for verifying the disconnecting means of a dc/ac converter |
ES14761671.8T ES2668298T3 (es) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor CC/CA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/ES2014/070612 WO2016016479A1 (es) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor cc/ca |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016016479A1 true WO2016016479A1 (es) | 2016-02-04 |
Family
ID=51494310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/ES2014/070612 WO2016016479A1 (es) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor cc/ca |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170264212A1 (es) |
EP (1) | EP3176802B1 (es) |
ES (1) | ES2668298T3 (es) |
WO (1) | WO2016016479A1 (es) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111025056A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-17 | 深圳市优优绿能电气有限公司 | 一种基于三角函数特性的电网参数检测方法和可读存储介质 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013113000A1 (de) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters und Wechselrichter mit einem Schalter zwischen einem Mittelpunkt eines Gleichspannungszwischenkreises und einem Anschluss für einen Nullleiter eines Wechselstromnetzes |
US10003300B2 (en) * | 2015-10-09 | 2018-06-19 | Sunpower Corporation | Photovoltaic management and module-level power electronics |
WO2018160237A2 (en) | 2016-11-16 | 2018-09-07 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Real time feedback-based optimization of distributed energy resources |
US11031782B2 (en) | 2017-11-29 | 2021-06-08 | Mark Matyac | Photovoltaic transfer switch with non-essential load cutoff |
US10498166B2 (en) | 2017-11-29 | 2019-12-03 | Mark Matyac | Method and apparatus for switching a load between two power sources |
US10530270B2 (en) | 2017-12-01 | 2020-01-07 | Qatar University | Modular isolated half-bridge based capacitor-tapped multi-module converter with inherent DC fault segregation capability |
CN111585300B (zh) | 2019-02-18 | 2024-04-12 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 自动识别电网类型的方法及其逆变器装置 |
US20220018903A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Panduit Corp. | Disconnect Verification |
CN112415377B (zh) * | 2021-01-21 | 2021-04-20 | 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 | 一种三相并网逆变器继电器失效检测方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100226160A1 (en) | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Sma Solar Technology Ag | Power Generation System and Inverter for Feeding Power Into a Three-Phase Grid |
US20110298470A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Abb Oy | Detection of welded switch contacts in a line converter system |
CN202522678U (zh) * | 2012-04-24 | 2012-11-07 | 杭州浙大桑尼能源科技有限公司 | 一种三相光伏逆变器继电器故障检测装置 |
EP2608375A2 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | Kostal Industrie Elektrik GmbH | Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter und Verfahren zur Funktionsprüfung von elektromechanischen Schaltern |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2543336B2 (ja) * | 1985-05-15 | 1996-10-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導コイル・エネルギ−貯蔵回路 |
US7177165B2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-02-13 | Ballard Power Systems Corporation | System and method for unbalanced independent AC phase voltage control of a 3-phase, 4-wire output DC/AC inverter |
US8335062B2 (en) * | 2010-03-08 | 2012-12-18 | Pass & Seymour, Inc. | Protective device for an electrical supply facility |
CN104953609A (zh) * | 2014-03-27 | 2015-09-30 | 通用电气公司 | 直流电能传输系统和方法 |
EP3068009B1 (en) * | 2015-03-10 | 2019-07-17 | ABB Schweiz AG | DC/AC converter apparatus configurable as grid-connected or stand-alone and power conversion and generation system comprising such DC/AC converter apparatus |
US9970988B2 (en) * | 2015-11-20 | 2018-05-15 | Tabuchi Electric Co., Ltd. | Relay abnormality detection device and power conditioner |
-
2014
- 2014-07-29 WO PCT/ES2014/070612 patent/WO2016016479A1/es active Application Filing
- 2014-07-29 EP EP14761671.8A patent/EP3176802B1/en active Active
- 2014-07-29 ES ES14761671.8T patent/ES2668298T3/es active Active
- 2014-07-29 US US15/329,951 patent/US20170264212A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100226160A1 (en) | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Sma Solar Technology Ag | Power Generation System and Inverter for Feeding Power Into a Three-Phase Grid |
US20110298470A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Abb Oy | Detection of welded switch contacts in a line converter system |
EP2608375A2 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | Kostal Industrie Elektrik GmbH | Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter und Verfahren zur Funktionsprüfung von elektromechanischen Schaltern |
CN202522678U (zh) * | 2012-04-24 | 2012-11-07 | 杭州浙大桑尼能源科技有限公司 | 一种三相光伏逆变器继电器故障检测装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111025056A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-17 | 深圳市优优绿能电气有限公司 | 一种基于三角函数特性的电网参数检测方法和可读存储介质 |
CN111025056B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-03-23 | 深圳市优优绿能电气有限公司 | 一种基于三角函数特性的电网参数检测方法和可读存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3176802B1 (en) | 2018-04-11 |
ES2668298T3 (es) | 2018-05-17 |
US20170264212A1 (en) | 2017-09-14 |
EP3176802A1 (en) | 2017-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2668298T3 (es) | Sistema y método de verificación de medios de desconexión de un convertidor CC/CA | |
CN106463967B (zh) | 一种并网逆变器安全检测装置及方法 | |
ES2224116T3 (es) | Metodo de medicion del estado de aislamiento y aparato para un sistema descentralizado generador de energia. | |
ES2924241T3 (es) | Dispositivo y método para detectar aislamiento de módulos fotovoltaicos frente a tierra y sistema de generación de energía conectado a red fotovoltaica | |
US20120026631A1 (en) | Photovoltaic array ground fault detection in an ungrounded solar electric power generating system and techniques to transition onto and off the utility grid | |
US9869710B2 (en) | Determining insulation resistance for photovoltaics | |
EP2741094A1 (en) | Ground fault detection device, ground fault detection method, solar energy system, and ground fault detection program | |
US20130222951A1 (en) | Fault protection circuit for photovoltaic power system | |
US10197608B2 (en) | Apparatus for determining insulation resistance at a PV generator, and photovoltaic installation | |
EP3074780B1 (en) | Electrical supply system | |
KR101761269B1 (ko) | 마이크로컨버터를 이용한 태양광 발전시스템 | |
KR101248592B1 (ko) | 태양광 모듈의 절연저항 및 누설전류 계측 시스템 | |
US20150333503A1 (en) | Centralized dc curtailment for overvoltage protection | |
ES2390148B1 (es) | Procedimiento y dispositivo para medir la resistencia de aislamiento eléctrico de una fuente de tensión continua. | |
JP6405807B2 (ja) | 太陽光発電システムの検査装置および太陽光発電システムの検査方法 | |
ES2893307T3 (es) | Sistema de generación de energía solar | |
EP2799892B1 (en) | Breakdown detection device and detection method thereof | |
ES2906373T3 (es) | Procedimiento para comprobar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico y un inversor fotovoltaico de este tipo | |
Flicker et al. | Recommendations for isolation monitor ground fault detectors on residential and utility-scale PV systems | |
JP5826131B2 (ja) | パワーコンディショナ | |
KR20170120954A (ko) | 태양광 인버터 시스템의 고장 검출장치 | |
WO2017162892A1 (es) | Simetrización de la cc para eliminar el transitorio de corriente en modo común durante la conexión de un inversor fotovoltaico | |
CN107735941A (zh) | 太阳能电池监控装置 | |
WO2019102055A1 (es) | Sistema y método de protección frente a faltas entre espiras en devanados de excitación de maquinas síncronas con excitación estática | |
CN108363000A (zh) | 一种逆变器中继电器的失效检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14761671 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2014761671 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2014761671 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 15329951 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |