ES2344348T3 - Procedimiento para operar un convertidor de frecuencias de un generador y una turbina de energia eolica que tiene un generador operado segun el procedimiento. - Google Patents
Procedimiento para operar un convertidor de frecuencias de un generador y una turbina de energia eolica que tiene un generador operado segun el procedimiento. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento para operar un convertidor (26, 26'', 26'''') de frecuencias de un generador (14, 14'', 14''''), en particular de una turbina (10, 10'', 10'''') de energía eólica, en el caso de una caída sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica, en el que el convertidor (26, 26'', 26'''') de frecuencias comprende un convertidor (32, 32'', 32'''') de energía del lado del generador, para estar conectado al generador (14, 14'', 14''''), un convertidor (28, 28'', 28'''') de energía del lado de la red de distribución eléctrica, para estar conectado a la red (18, 18'', 18'''') de tensión, y un circuito de enlace de CC (30, 30'', 30'''') para conectar el convertidor (32, 32'', 32'''') de energía del lado del generador al convertidor (28, 28'', 28'''') de energía del lado de la red de distribución eléctrica, comprendiendo el procedimiento la etapa de generar la cantidad de corriente reactiva que va a ser suministrada a la red (18, 18'', 18'''') de distribución eléctrica al controlar el convertidor (26, 26'', 26'''') de frecuencias, de forma que se genere una corriente reactiva, en el que la etapa de generación de corriente reactiva o de control del convertidor de frecuencias se lleva a cabo cuando, durante un cierto periodo de tiempo, disminuye la tensión de la red de distribución eléctrica hasta al menos el 15% de su valor normal.
Description
Procedimiento para operar un convertidor de
frecuencias de un generador y una turbina de energía eólica que
tiene un generador operado según el procedimiento.
La presente invención versa acerca de un
procedimiento para operar un convertidor de frecuencias de un
generador y, en particular, de un generador de una turbina de
energía eólica, en el caso de una caída sustancial de la tensión de
la red de distribución eléctrica. Además, la presente invención
también comprende una turbina de energía eólica que tiene un
generador operado en consecuencia. Finalmente, la presente invención
también permite el funcionamiento de un generador bajo condiciones
normales de la red de distribución eléctrica no estando el
generador en su estado operativo para suministrar energía a la red
de distribución eléctrica, y una turbina de energía eólica que
tiene un generador operado en consecuencia.
La energía eléctrica en las redes públicas de
distribución eléctrica es suministrada por medio de diversas
fuentes de energía que convierten energía mecánica en energía
eléctrica. Las fuentes principales de energía que soportan las
redes públicas de distribución eléctrica son las centrales térmicas
de carbón y las centrales nucleares. Diversos otros tipos de
fuentes de energía, en particular las centrales eléctricas de
energía regenerativa, como centrales solares, centrales
hidroeléctricas o turbinas de energía eólica, también contribuyen a
dar soporte a la red pública de distribución eléctrica.
En el pasado, en el caso de una caída
significativa de la tensión de la red de distribución eléctrica en
una red pública de distribución eléctrica, se requería que en tal
caso se apagasen automáticamente las turbinas de energía eólica.
Sin embargo, debido al mayor número de turbinas de energía eólica,
se vuelve cada vez más importante que estas turbinas dan soporte a
la red pública de distribución eléctrica en el caso de una caída
sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica.
En generadores de energía como los utilizados
para turbinas de energía eólica, se conoce que hay que acoplar los
devanados del rotor del generador por medio de un convertidor de
frecuencias a la red de distribución eléctrica. En el convertidor
de frecuencias se convierte la frecuencia de la energía generada por
el generador a la frecuencia de la red de distribución
eléctrica.
Para dar soporte a una red pública de
distribución eléctrica, se debe suministrar no solo energía real
sino también energía reactiva. Se deben controlar tanto la energía
real como la reactiva por medio del convertidor de frecuencias en
el caso de condiciones normales de la red de distribución eléctrica.
Los procedimientos para controlar la energía reactiva bajo
condiciones normales de la red de distribución eléctrica se definen,
por ejemplo, en los documentos
DE-A-100 20 635,
WO-A-01/20745,
WO-A-02/086314,
WO-A-02/086315 y
EP-A-1 222 389 o mediante
perturbaciones de la tensión de la red de distribución eléctrica, en
el documento US 5798631.
Se requiere con frecuencia creciente que la
compañía de electricidad proporcione soporte a la red de
distribución eléctrica al suministrar corriente reactiva en el caso
de una caída sustancial de la tensión de la red de distribución
eléctrica o bajo condiciones normales de la red de distribución
eléctrica pero estando desconectados los devanados del estator del
generador de la red de distribución eléctrica.
La presente invención proporciona un
procedimiento para operar un convertidor de frecuencias de un
generador en particular de una turbina de energía eólica, en el
caso de una caída sustancial de la tensión de la red de
distribución eléctrica, en el que el convertidor de frecuencias
comprende un convertidor de energía del lado del generador, para
estar conectado al generador, para que esté conectado a un
convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica
a la tensión de la red de distribución eléctrica, y un circuito de
enlace de CC para conectar el convertidor de energía del lado del
generador al convertidor de energía del lado de la red de
distribución eléctrica, comprendiendo el procedimiento la etapa de
controlar la cantidad de corriente reactiva que va a suministrarse
a la red de distribución eléctrica al controlar el convertidor de
frecuencias, de forma que se genere una corriente reactiva también
en el caso de una caída de la tensión de la red de distribución
eléctrica, en el que la etapa de generación de corriente reactiva o
el control del convertidor de frecuencias se llevan a cabo cuando,
durante un cierto periodo de tiempo, se reduce la tensión de la red
de distribución eléctrica hasta al menos el 15% de su valor
normal.
Según un primer aspecto de la invención, en el
caso de una caída sustancial de la tensión de la red de distribución
eléctrica, la cantidad de corriente reactiva que va a ser
suministrada a la red de distribución eléctrica está controlada al
controlar el convertidor de frecuencia en consecuencia, de forma que
se genere corriente reactiva. Dependiendo del tipo de generador
utilizado, se puede/n controlar bien el convertidor de energía del
lado del generador o el convertidor de energía del lado de la red de
distribución eléctrica o ambos convertidores de energía del
convertidor de frecuencias. A menudo se denomina al convertidor de
energía del lado del generador de un convertidor de frecuencias
como un convertidor o rectificador CA/CC, mientras que se denomina
al convertidor de energía del lado de la red de distribución
eléctrica como un convertidor o inversor CC/CA. En un convertidor
de frecuencias, los convertidores de energía del lado del generador
y del lado de la red de distribución eléctrica están conectados por
medio de un circuito de enlace CC que comprende al menos un
condensador.
Si se utiliza un generador asíncrono de doble
alimentación o de alimentación dual, en el caso de una caída
sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica, según
la invención se controla al menos uno de entre el convertidor de
energía del lado del generador y el convertidor de energía del lado
de la red de distribución eléctrica, de forma que se genere una
corriente reactiva necesaria para dar soporte a la red de
distribución eléctrica. Una máquina asíncrona de doble alimentación
es un generador de inducción cuyos devanados del estator y del
rotor están excitados por la red de distribución eléctrica. En el
caso de una desconexión de los devanados del estator de la red de
distribución eléctrica, según la invención se puede seguir
controlando la corriente reactiva en el caso de una caída sustancial
de la tensión de la red de distribución eléctrica, porque se
controla el convertidor de energía del lado de la red de
distribución eléctrica. En el caso de que el generador sea una
máquina asíncrona o síncrona, el control de la cantidad de corriente
reactiva que va a ser suministrada a la red de distribución
eléctrica se lleva a cabo al controlar el convertidor de energía
del lado de la red de distribución eléctrica, de forma que se genere
corriente reactiva. Si dicho generador en el caso de una caída
sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica no se
encuentra en su estado operativo para generar energía, es decir, el
estator está desconectado de la red de distribución eléctrica,
cuando, por ejemplo, la velocidad del viento es menor que el
arranque o una mínima velocidad del viento o supera la parada o una
máxima velocidad del viento, la cantidad de corriente reactiva que
va a ser suministrada a la red de distribución eléctrica está
generada al controlar el convertidor de energía del lado de la red
de distribución eléctrica.
Más preferentemente y típicamente, la corriente
reactiva en el convertidor de frecuencias según la invención, está
controlada al controlar el factor de rendimiento (cos \varphi).
Sin embargo, según la invención también se pueden utilizar otros
mecanismos de control para el desfase que son conocidos
fundamentalmente por los expertos en la técnica.
Normalmente, la etapa de control de la corriente
reactiva o al menos una de las etapas de control se lleva a cabo
cuando, durante un cierto periodo de tiempo, por ejemplo, entre unos
pocos milisegundos y unos pocos segundos, se reduce la tensión de
la red de distribución eléctrica hasta al menos aproximadamente el
40%, más preferentemente el 20%, y, en particular, hasta al menos
el 15% de su valor normal, que en el caso de una red de media y
alta tensión es de aproximadamente 20 kV. Según un aspecto adicional
de la invención, después de, por ejemplo, dicha caída de la tensión
de la red de distribución eléctrica se termina la etapa de control
de la corriente reactiva o al menos una de las etapas de control
cuando, durante unos pocos segundos, se aumenta de nuevo la tensión
de la red de distribución eléctrica hasta al menos aproximadamente
el 70%, más preferentemente el 80 y, en particular, hasta
aproximadamente el 90% de su valor normal.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona un procedimiento para operar un convertidor de
frecuencias de un generador, en particular de una turbina de
energía eólica bajo una condición sustancialmente normal de la red
de distribución eléctrica (normalmente una diferencia de \pm
5-10% de la tensión normal de la red de
distribución eléctrica) y no estando el generador en su estado
operativo, en el que el convertidor de frecuencias comprende un
convertidor de energía del lado del generador para ser conectado al
generador; un convertidor de energía del lado de la red de
distribución eléctrica para ser conectado a la red de tensión, y un
circuito de enlace de CC para conectar el convertidor de energía del
lado del generador al convertidor de energía del lado de la red de
distribución eléctrica, comprendiendo el procedimiento la etapa de
controlar la cantidad de corriente reactiva que va a ser
suministrada a la red de distribución eléctrica al controlar el
convertidor de energía del lado de la red de distribución
eléctrica.
Según este aspecto de la invención, la cantidad
de corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de
distribución eléctrica, está controlada al controlar el convertidor
de energía del lado de la red de distribución eléctrica, cuando
bajo condiciones normales de la red de distribución eléctrica, el
generador no se encuentra en su estado operativo, es decir, estando
desconectado su estator de la red de distribución eléctrica como se
ha hecho referencia anteriormente. El generador puede ser una
máquina asíncrona, una máquina asíncrona de doble alimentación, o
una máquina síncrona. El control del convertidor de frecuencias
puede ser supervisado por la compañía de electricidad o por un
control de gestión de la energía del generador o de un grupo de
generadores, al menos uno de los cuales está conectado de forma
operativa a la red de distribución eléctrica.
Según un aspecto adicional, la presente
invención proporciona una turbina de energía eólica para generar
energía que va a ser suministrada a una red de distribución
eléctrica, que comprende
- -
- un rotor,
- -
- un generador conectado de forma operativa al rotor,
- -
- un convertidor de frecuencias que puede conectarse eléctricamente al generador y a la red de distribución eléctrica y que comprende un convertidor de energía del lado del generador que puede conectarse de forma operativa al generador, un convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica que puede conectarse de forma operativa a la red de distribución eléctrica, y un circuito de enlace de CC para conectar el convertidor de energía del lado del generador al convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica, y
- -
- una unidad de control para controlar el convertidor de frecuencias para generar una corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de distribución eléctrica,
- -
- en la que en el caso de una caída sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica, la unidad de control controla el convertidor de frecuencias para controlar la cantidad de corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de distribución eléctrica, de forma que se genere corriente reactiva.
Finalmente, en un último aspecto de la invención
se proporciona una turbina de energía eólica para generar energía
para ser suministrada a una red de distribución eléctrica, que
comprende
- -
- un rotor,
- -
- un generador conectado de forma operativa al rotor,
- -
- un convertidor de frecuencias que puede conectarse eléctricamente al generador y a la red de distribución eléctrica y que comprende un convertidor de energía del lado del generador que puede conectarse de forma operativa al generador, un convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica que puede conectarse de forma operativa a la red de distribución eléctrica, y un circuito de enlace de CC para conectar el convertidor de energía del lado del generador al convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica, y
- -
- una unidad de control para controlar el convertidor de frecuencias para generar una corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de distribución eléctrica,
- -
- en la que en el caso de una condición normal de la red de distribución eléctrica pero no estando en su estado operativo el generador, la unidad de control controla el convertidor de energía del lado de la red de distribución eléctrica del convertidor de frecuencias para controlar la cantidad de corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de distribución eléctrica.
En el resto de la memoria se expone más en
particular una revelación completa y habilitadora de la presente
invención, incluyendo el mejor modo de la misma, para una persona
con un nivel normal de dominio de la técnica, incluyendo referencia
a los dibujos adjuntos en los que
La Fig. 1 muestra de forma esquemática la
circuitería de un convertidor de frecuencias para controlar la
cantidad de energía reactiva en el caso de una caída sustancial de
la tensión de la red de distribución eléctrica estando o no
desconectado el generador de la red de distribución eléctrica, o
bajo condiciones normales de la red de distribución eléctrica pero
estando desconectado el generador de la red de distribución
eléctrica,
la Fig. 2 muestra una realización de la
invención similar a la de la Fig. 1, estando sustituido el generador
asíncrono por un generador síncrono permanentemente excitado, y
la Fig. 3 muestra una realización de la
invención similar a la de la Fig. 2, estando sustituido el generador
síncrono permanentemente excitado por un generador síncrono
excitado eléctricamente.
En la Fig. 1, se muestran los componentes
fundamentales de una turbina 10 de energía eólica para convertir
energía mecánica en energía eléctrica. Según el dibujo, un rotor 12
de la turbina 10 de energía eólica está conectado de forma mecánica
a un generador asíncrono 14 (es decir, un generador de inducción),
por medio de una caja 16 de engranajes. El generador asíncrono
convierte la energía mecánica giratoria en energía eléctrica que es
suministrada a una red 18 de distribución de energía. Para hacerlo,
el generador asíncrono incluye normalmente un estator 20 que tiene
un devanado trifásico (no mostrado) y que está conectado a la red 18
de distribución de energía. Además, el generador asíncrono 14
también incluye un rotor 22 dotado de un devanado trifásico (no
mostrado) que está conectado a un cortocircuito 24 (también
denominado circuito en corto).
Como se conoce de forma generalizada, el
devanado del rotor está excitado por un convertidor 26 de
frecuencias, que a su vez está conectado a la red 18 de
distribución de energía. El diseño del convertidor 26 de frecuencias
es conocido en general por los expertos en la técnica. El
convertidor 26 de frecuencias incluye un convertidor 28 de energía
del lado de la red de distribución eléctrica (convertidor o inversor
CA/CC) conectado a la red 18 de distribución de energía, un
circuito de enlace de CC, y un convertidor 32 de energía del lado
del generador (convertidor o rectificador CA/CC) conectado al
devanado del rotor. Se proporcionan circuitos 34, 36 de filtro en
la entrada y en la salida del convertidor 26 de frecuencias. Se
proporcionan interruptores 37, 39 para conectar el estator y el
rotor a la red de distribución eléctrica y para desconectarlos de la
misma, respectivamente.
El convertidor 26 de frecuencias está controlado
por una unidad 38 de control, que recibe parámetros de la potencia
de régimen (por ejemplo, condiciones operativas) de la turbina de
energía eólica (no mostrada), al igual que de la tensión de la red
de distribución eléctrica U_{red} y de la corriente de la red de
distribución eléctrica I_{red}. Estos parámetros de entrada
recibidos por la unidad 38 de control son conocidos generalmente
por los expertos en la técnica con respecto a las turbinas de
energía eólica de velocidad variable.
Aunque en la Fig. 1 se muestran los
interruptores electrónicos específicos como parte de los
convertidores 28, 32 de energía del lado de la red de distribución
eléctrica y del lado del generador, respectivamente, se puede
utilizar cualquier tipo de elemento electrónico de comunicación
automática o de comunicación controlada externamente como un
tiristor, un transistor, un IGBT, un diodo o similar. Además, aunque
en la Fig. 1 se muestra el generador 14 construido como una máquina
asíncrona de doble alimentación, se pueden utilizar otros tipos de
generadores, como la máquina asíncrona o síncrona (estando esta
excitada eléctricamente o permanentemente) según la invención para
controlar la corriente reactiva en el caso de una caída sustancial
de la tensión de la red de distribución eléctrica y/o en el caso de
que el generador no se encuentre en su estado operativo debido a
una desconexión temporal de la red 18 de distribución eléctrica.
Como se muestra en la Fig. 1, el control de la
unidad 38 de control está supervisado por un controlador 40 de la
turbina que, en esta realización, está controlado por una gestión 42
de la energía eólica del parque que controla una pluralidad (no
mostrada) de controladores 40 de turbinas y está controlada por la
compañía 44 de electricidad. En el caso en el que la turbina 10 de
energía eólica no sea parte de un parque de energía eólica que
comprende una pluralidad de turbinas de energía eólica, la compañía
44 de electricidad controla directamente el controlador 40 de la
turbi-
na.
na.
En la actualidad, las redes de distribución
eléctrica están estabilizadas por las centrales eléctricas
convencionales. Tras la incidencia de un corto circuito o una breve
perturbación, por ejemplo, una desconexión no deseada dentro de la
red de distribución eléctrica, la tensión de la red de distribución
eléctrica experimenta una breve caída, y después de que se ha
terminado la perturbación, las centrales eléctricas aumentan
generalmente la tensión de nuevo. En la actualidad, se proporciona
más capacidad nominal de las centrales de energía eólica y el
número de centrales de energía eólica está aumentando rápidamente.
Por lo tanto, los grandes parques eólicos de la actualidad alcanzan
la capacidad de pequeñas centrales eléctricas convencionales. Para
conseguir una estabilidad de la red de distribución eléctrica, las
futuras centrales de energía eólica deben tener las mismas
propiedades que las centrales eléctricas convencionales en el caso
de perturbaciones en la red de distribución eléctrica. En el caso
de una caída de la tensión de la red de distribución eléctrica, no
se debe generar únicamente energía real para dar soporte a la red
18 de distribución eléctrica sino también se debe generar corriente
o energía reactiva para dar soporte a la red perturbada de
distribución eléctrica que, debido a sus impedancias y, en
particular, debido a los inductores representados por el tendido de
la red de distribución eléctrica, necesitan algo de energía
reactiva.
Según la invención, en el caso de que un
detector 46 de la tensión de la red de distribución eléctrica y/o
de la corriente de la red de distribución eléctrica detecte una
distorsión en la red de distribución eléctrica (es decir, una caída
sustancial de la tensión de la red de distribución eléctrica), por
medio del controlador 40 de la turbina y/o de la unidad 38 de
control, el convertidor 26 de frecuencias está controlado de forma
que proporciona la cantidad de corriente reactiva necesaria para dar
soporte a la red perturbada de distribución eléctrica. La corriente
reactiva puede estar generada y controlada por al menos uno de entre
el convertidor 28 de energía del lado de la red de distribución
eléctrica y el convertidor 32 de energía del lado del generador. Si
está abierto el interruptor 37, es decir, si el generador 14 no se
encuentra en su estado operativo, y si está perturbada la red 18 de
distribución eléctrica, la corriente reactiva puede estar generada
al controlar únicamente el convertidor 28 de energía del lado de la
red de distribución eléctrica. Para controlar la corriente reactiva
bajo las circunstancias mencionadas anteriormente se puede
controlar, por ejemplo, el factor de rendimiento de los
convertidores 28, 32 de energía del convertidor 26 de
frecuencias.
Además, al estar desconectados la circuitería y
el sistema mostrados en la Fig. 1, también bajo condiciones
normales de la red de distribución eléctrica y estando el generador
14 desconectado de la red 18 de distribución eléctrica (el
interruptor 37 abierto), se puede generar la corriente reactiva para
ser suministrada a la red 18 de distribución eléctrica. Esto se
puede llevar a cabo en la presente realización al controlar el
convertidor 28 de energía del lado de la red de distribución
eléctrica.
Como es evidente a partir de lo anterior, en un
aspecto de la invención, se puede suministrar energía reactiva a la
red 18 de distribución eléctrica por medio del convertidor 26 de
frecuencias para dar soporte a la misma. Aumentará la cantidad de
suministro de energía reactiva. Esto provoca una mayor tensión de
alimentación de la turbina 10 de energía eólica que es deseable en
el caso de una caída de la tensión de la red de distribución
eléctrica. Según la invención, se suministra energía reactiva al
operar el convertidor 26 de frecuencias, es decir, al operar al
menos uno de sus convertidores 28 y 32 de energía. Ambos
convertidores pueden crear energía reactiva que puede ser
controlada por la unidad 38 de control y/o el controlador 40 de
turbina.
Una posibilidad para controlar la cantidad de
energía reactiva generada por la turbina 10 de energía eólica y
suministrada a la red 18 de distribución eléctrica es medir la
tensión de la red de distribución eléctrica para influenciar la
unidad 38 de control, de forma que se sobreexcitará el generador 14.
Esto hace que el generador 14 suministre energía reactiva. Esta
posibilidad es aplicable para las máquinas asíncronas de doble
alimentación al controlar el convertidor 32 de energía del lado del
generador del convertidor 26 de frecuencias. Como una alternativa o
además de esto, se puede generar energía reactiva también al
controlar el convertidor 28 de energía del lado de la red de
distribución eléctrica. En este caso, el convertidor 28 de energía
del lado de la red de distribución eléctrica suministra energía
reactiva a la red 18 de distribución eléctrica. Incluso si el
estator del generador 14 no está conectado a la red 18 de
distribución eléctrica, el convertidor 28 de energía del lado de la
red de distribución eléctrica es capaz de suministrar energía
reactiva tanto en el modo operativo sobreexcitado como en el
infraexcitado del generador 14.
Un aspecto adicional de la invención versa
acerca del control de la energía reactiva en condiciones normales
de la red de distribución eléctrica. En este caso, el convertidor 28
de energía del lado de la red de distribución eléctrica puede
suministrar energía reactiva tanto en el modo operativo
sobreexcitado como en el infraexcitado del generador 14 cuando el
estator del generador 14 no está conectado a la red 18 de
distribución eléctrica y cuando la turbina 10 de energía eólica no
suministra energía real.
Para todos los aspectos mencionados
anteriormente, se puede calcular la referencia de energía reactiva
dentro de la unidad 38 de control del convertidor o dentro del
controlador 40 de turbina. También es posible calcular la
referencia de la energía reactiva por otra unidad, por ejemplo, la
gestión 42 de la energía eólica del parque. Esto también puede
comprender la opción de unidades externas que calculan la referencia
de energía reactiva, es decir, por ejemplo la compañía 44 de
electricidad.
En las Figuras 2 y 3 se muestran realizaciones
adicionales de la invención. En estas Figuras se utilizan para las
piezas similares o idénticas los mismos números de referencia
dotados de una prima o doble prima que las piezas de la Fig. 1.
La característica distintiva de la turbina 10'
de energía eólica según la Fig. 2 con respecto a la de la Fig. 1
está relacionada con el tipo de generador 14' utilizado. Sin
embargo, el control de la generación de corriente reactiva en el
convertidor 26' de frecuencias es básicamente el mismo. Esto es
también cierto para la realización de la Fig. 3, en la que el
generador síncrono 14' de la realización de la Fig. 2 está
sustituido por un generador síncrono excitado eléctricamente 14''
excitado por una circuitería excitadora 48'' controlada por el
controlador 40'' de turbina que depende entre otros de la velocidad
de giro del rotor 12''.
Más específicamente, en las realizaciones de las
Figuras 2 y 3, la corriente reactiva en el caso de una caída de la
tensión de la red de distribución eléctrica está generada al
controlar el convertidor 28 de energía del lado de la red de
distribución eléctrica del convertidor 26 de frecuencias.
En conexión con la realización de la Fig. 1,
también se considera el caso de que la red 18 de distribución
eléctrica se encuentre bajo una condición sustancialmente normal y
que el generador 14 esté desconectado de la red de distribución
eléctrica por medio del interruptor 37 que está abierto. En un
generador síncrono 14' y 14'' como se muestra en las Figuras 2 y 3,
la desconexión del generador de la red de distribución eléctrica se
lleva a cabo al dejar abiertos los interruptores electrónicos del
convertidor 32 de energía del lado del generador.
En esta situación el convertidor 28 de energía
del lado de la red de distribución eléctrica sigue estando
conectado a la red 18 de distribución eléctrica dado que los
interruptores 37' y 37'', respectivamente, siguen cerrados. En
consecuencia, se puede generar corriente reactiva al controlar el
convertidor 28 de energía del lado de la red de distribución
eléctrica, de forma que se suministre corriente reactiva a la red 18
de distribución eléctrica.
Aunque se ha descrito y explicado la invención
con referencia a realizaciones ilustrativas específicas de la
misma, no se pretende que la invención esté limitada a esas
realizaciones ilustrativas. Los expertos en la técnica reconocerán
que se pueden llevar a cabo variaciones y modificaciones sin
alejarse del auténtico alcance de la invención, según se define por
medio de las siguientes reivindicaciones. Por lo tanto, se pretende
que la invención incluya todas las dichas variaciones y
modificaciones según se encuentren dentro del alcance de las
reivindicaciones adjuntas y los equivalentes de las mismas.
Claims (9)
1. Un procedimiento para operar un convertidor
(26, 26', 26'') de frecuencias de un generador (14, 14', 14''), en
particular de una turbina (10, 10', 10'') de energía eólica, en el
caso de una caída sustancial de la tensión de la red de
distribución eléctrica, en el que el convertidor (26, 26', 26'') de
frecuencias comprende un convertidor (32, 32', 32'') de energía del
lado del generador, para estar conectado al generador (14, 14',
14''), un convertidor (28, 28', 28'') de energía del lado de la red
de distribución eléctrica, para estar conectado a la red (18, 18',
18'') de tensión, y un circuito de enlace de CC (30, 30', 30'') para
conectar el convertidor (32, 32', 32'') de energía del lado del
generador al convertidor (28, 28', 28'') de energía del lado de la
red de distribución eléctrica, comprendiendo el procedimiento la
etapa de generar la cantidad de corriente reactiva que va a ser
suministrada a la red (18, 18', 18'') de distribución eléctrica al
controlar el convertidor (26, 26', 26'') de frecuencias, de forma
que se genere una corriente reactiva, en el que la etapa de
generación de corriente reactiva o de control del convertidor de
frecuencias se lleva a cabo cuando, durante un cierto periodo de
tiempo, disminuye la tensión de la red de distribución eléctrica
hasta al menos el 15% de su valor normal.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el generador (14) es una máquina asíncrona de doble
alimentación y en el que la generación de la cantidad de corriente
reactiva que va a ser suministrada a la red (18) de distribución
eléctrica se lleva a cabo al controlar al menos uno entre el
convertidor (32) de energía del lado del generador y el convertidor
(28) de energía del lado de la red de distribución eléctrica.
3. Un procedimiento según la reivindicación 2,
en el que, si el generador (14) no se encuentra en su estado
operativo para generar energía, la corriente reactiva que va a ser
suministrada a la red (18) de distribución eléctrica se genera al
controlar el convertidor (28) de energía del lado de la red de
distribución eléctrica.
4. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la etapa de generación de corriente reactiva o de control
del convertidor de frecuencias se lleva a cabo cuando, durante un
cierto periodo de tiempo, se reduce la tensión de la red de
distribución eléctrica hasta al menos el 20% de su valor normal.
5. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la etapa de generación de corriente reactiva o de control
del convertidor de frecuencias se lleva a cabo cuando, durante un
cierto periodo de tiempo, se reduce la tensión de la red de
distribución eléctrica hasta al menos el 40% de su valor normal.
6. Una turbina (10, 10', 10'') de energía eólica
para generar energía para ser suministrada a una red (18, 18',
18'') de distribución eléctrica, que comprende
un rotor (12, 12', 12''),
un generador (14, 14', 14'') conectado de forma
operativa al rotor (12, 12', 12''),
un convertidor (26, 26', 26'') de frecuencias
que puede conectarse eléctricamente al generador (14, 14', 14'') y
a la red (18, 18', 18'') de distribución eléctrica y que comprende
un convertidor (32, 32', 32'') de energía del lado del generador
que puede conectarse de forma operativa al generador (14, 14',
14''), un convertidor (28, 280', 28'') de energía del lado de la
red de distribución eléctrica que puede conectarse de forma
operativa a la red (18, 18', 18'') de distribución eléctrica, y un
circuito de enlace (30, 30', 30'') de CC para conectar el
convertidor (32, 32', 32'') de energía del lado del generador al
convertidor (28, 28', 28'') de energía del lado de la red de
distribución eléctrica,
y
y
una unidad (38, 38', 38'') de control para
controlar el convertidor (26, 26', 26'') de frecuencias para generar
corriente reactiva que va a ser suministrada a la red de
distribución eléctrica,
en la que en el caso de que se reduzca la
tensión de la red de distribución eléctrica hasta al menos el 15%
de su valor normal durante un cierto periodo de tiempo, la unidad
(38, 38', 38'') de control controla el convertidor (26, 26', 26'')
de frecuencias para generar la cantidad de corriente reactiva que va
a ser suministrada a la red (18, 18', 18'') de distribución
eléctrica.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Una turbina de energía eólica según la
reivindicación 6, en la que el generador (14) es una máquina
asíncrona de doble alimentación y en la que la generación de la
cantidad de corriente reactiva que va a ser suministrada a la red
(18) de distribución eléctrica se lleva a cabo al controlar al menos
uno de entre el convertidor (32) de energía del lado del generador
y el convertidor (28) de energía del lado de la red de distribución
eléctrica.
8. Una turbina de energía eólica según la
reivindicación 6, en la que en el caso de una reducción de la
tensión de la red de distribución eléctrica hasta al menos el 20%
de su valor normal durante un cierto periodo de tiempo, la unidad
(38, 38', 38'') de control controla el convertidor (26, 26', 26'')
de frecuencias para generar la cantidad de corriente reactiva que
va a ser suministrada a la red (18, 18', 18'') de distribución
eléctrica.
\newpage
9. Una turbina de energía eólica según la
reivindicación 6, en la que en el caso de que se reduzca la tensión
de la red de distribución eléctrica hasta al menos el 40% de su
valor normal durante un cierto periodo de tiempo, la unidad (38,
38', 38'') de control controla el convertidor (26, 26', 26'') para
generar la cantidad de corriente reactiva que va a ser suministrada
a la red (18, 18', 18'') de distribución eléctrica.
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