ES2839500T3

ES2839500T3 - Sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión, sistema conectado a red de media y alta tensión

Info

Publication number: ES2839500T3
Application number: ES17153024T
Authority: ES
Inventors: Lin Cheng; Nianan Pan; Lei Tao; Longlin Sun
Original assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Current assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2021-07-05
Anticipated expiration: 2037-01-25
Also published as: US10103544B2; EP3203598B1; EP3203598A1; US20170229864A1

Abstract

Un sistema conectado a red de media y alta tensión, conectable a una fuente de alimentación de corriente continua y a una red de energía de media y alta tensión, en donde el sistema conectado a red de media y alta tensión comprende al menos una unidad de inversor (101) y una circuitería de control (103), en donde, cada una de la al menos una unidad de inversor (101) tiene un terminal de corriente continua conectable a la fuente de alimentación de corriente continua y un terminal de corriente alterna conectable a un lado de baja tensión de un transformador (102), un lado de alta tensión del transformador (102) se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través de un conmutador (104), y el transformador (102) se configura para convertir una baja tensión emitida por la al menos una unidad de inversor (101) a una alta tensión; la al menos una unidad de inversor (101) se configura para realizar una excitación en el transformador (102) en base a una amplitud de la red de energía y una señal de sincronización de fase de la red de energía y enviar una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control (103) después de que la excitación sea exitosa, cuando el conmutador (104) está abierto; y recibir una señal de estado del conmutador (104), realizar una inversión de energía de corriente continua conectada a red cuando se satisface una condición conectada a red y enviar una orden de apertura de conmutador a la circuitería de control (103) cuando se satisface una condición de espera del sistema, cuando el conmutador (104) está cerrado, en donde en la realización de la excitación en el transformador (102) en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea uno, la unidad de inversor (101) es una unidad de inversor de fuente de tensión, y en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea mayor que uno, cada una de las más de una unidades de inversor (101) compite, según un mecanismo de competición, para funcionar como una única unidad de inversor de fuente de tensión o funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, cuando el conmutador está abierto; y la unidad de inversor de fuente de tensión se configura para emitir una tensión alterna en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, controlar las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar en base a la tensión alterna, y realizar, junto con las unidades de inversor de fuente de corriente, la excitación en el transformador (102); la circuitería de control (103) tiene un primer terminal conectado a la al menos una unidad de inversor (101) a través de una línea de comunicación, un segundo terminal conectable a un terminal de control del conmutador (103), un tercer terminal conectable a un punto de conexión del transformador (102) y del conmutador (104), y un cuarto terminal conectable a un punto de conexión del conmutador (104) y de la red de energía de media y alta tensión; y la circuitería de control (103) se configura para: recoger una tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión, enviar la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación, cerrar el conmutador (104) en respuesta a la orden de cierre de conmutador y enviar la señal de estado del conmutador (104) a la al menos una unidad de inversor (101) de una manera en tiempo real, cuando el conmutador (104) está abierto; y abrir el conmutador (104) en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador (104) está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión, sistema conectado a red de media y alta tensión

Campo técnico

La presente descripción se refiere al campo de la tecnología de generación de energía conectada a red y en particular a un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión, un sistema conectado a red de media y alta tensión y una circuitería de control del mismo.

Antecedentes

Para una central de energía fotovoltaica a gran escala o un sistema de generación de energía conectado a red distribuido, un sistema inversor realiza una inversión en energía de corriente continua de una matriz fotovoltaica y entonces la alimenta a una red de energía de media y alta tensión a través de un transformador de elevación. Cuando la luz es débil, tal como de noche o en un día lluvioso, para un sistema fotovoltaico de generación de energía conectado a red convencional, solamente el sistema inversor está en modo de espera, el transformador de elevación está siempre conectado con la red de energía de media y alta tensión, y en este caso el transformador de elevación genera una pérdida sin carga cuando el sistema está en modo de espera.

Con el fin de reducir la pérdida de potencia del sistema de generación de energía completo, una técnica conectada a red de media y alta tensión se proporciona en la técnica convencional. Y en la técnica, el transformador de elevación sirve como una parte del sistema inversor. El terminal de salida del transformador de elevación se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través de un contactor de alta tensión o un conmutador de contactos. Y el contactor de alta tensión o el conmutador de contactos se controla por una unidad de control del sistema inversor para realizar la conexión y desconexión de la red de energía de media y alta tensión. Cuando el sistema conectado a la red está en modo de espera, la conexión entre el transformador de elevación y la red de energía de media y alta tensión se corta, para reducir la pérdida sin carga del transformador de elevación y mejorar la eficiencia general del sistema. Y antes de la conexión de la red de energía de media y alta tensión, se realiza una excitación en el transformador de elevación con energía en un lado de corriente continua de una unidad de inversor del sistema inversor, para generar una tensión de una misma amplitud y una misma fase con la red de energía de media y alta tensión. De esta forma, se reduce el impacto en el transformador de elevación y el dispositivo de alta tensión en el momento en que se conecta la red de energía y se mejora la vida crítica.

No obstante, en la técnica convencional, el sistema inversor necesita tres líneas de conexión para recoger la tensión de salida del transformador de elevación, y necesita tres líneas de conexión más para recoger una tensión de la red de energía de media y alta tensión. Cuando las tensiones en ambos lados del contactor de alta tensión o el conmutador de contactos son iguales, es decir, después de que la excitación sea exitosa, la entrada de la red de energía se conecta cerrando el contactor de alta tensión o el conmutador de contactos. El sistema requiere seis líneas de conexión para recoger las tensiones en ambos lados del contactor de alta tensión o el conmutador de contactos, lo que hace complejo el cableado del sistema. Además, el muestreo de la red de energía de media y alta tensión se introduce en el sistema inversor, lo que reduce el rendimiento de aislamiento del sistema y causa riesgos de seguridad.

El documento US 2005/0105306 (A1) describe un sistema de convertidor de potencia, que emplea un conjunto de convertidor de potencia para interconectar une fuente de energía de corriente continua a una red de energía alterna trifásica. El conjunto de convertidor de potencia comprende un primer convertidor trifásico y un segundo convertidor trifásico que se interconectan por un bus de DC que tiene conductores. Cada convertidor comprende entradas y salidas trifásicas y asociadas a tres fases. El sistema de convertidor de potencia coloca además un conmutador controlable trifásico entre la red de energía y la salida de un transformador de aislamiento. El conmutador se interconecta operativamente con una red de área de control interna y un tablero de bloque de terminales de interfaz para la operación cooperativa con el segundo convertidor de manera que el conmutador controlable solamente esté cerrado (interconectando por ello selectivamente la matriz fotovoltaica con la red de energía) cuando la tensión en el bus de DC esté dentro de un intervalo prescrito. El sistema de convertidor de potencia es capaz de sincronizar y operar las puertas del segundo convertidor; medir la amplitud, fase y frecuencia de cada fase de la red de energía; sincronizar la salida de potencia del transformador de aislamiento con respecto a cada fase con la red de energía con respecto al cambio de amplitud, frecuencia y fase. Cuando la red de área de control interna ordena el control del conmutador para desacoplar el sistema de convertidor de potencia de la red de energía, el devanado secundario del transformador de aislamiento no consumirá corriente de la red.

El documento US 2004/027839 (A1) describe un conjunto de convertidor de potencia que incluye un controlador, sensores de tensión, sensores de corriente y un conmutador. Los sensores de tensión y los sensores de corriente se acoplan al controlador. El conmutador se acopla al controlador. El conjunto además incluye un conjunto de energía de control (por ejemplo, que comprende una fuente de energía convencional) que se acopla al conmutador mediante el uso de un diodo, y un conjunto de entrada/salida que se acopla al controlador. El conjunto incluye además conjuntos de conversión y cada uno de estos conjuntos de conversión incluye números sustancialmente idénticos de IGBT y cada uno de estos conjuntos de conversión se acopla respectiva, física y controlablemente al controlador a través de los buses de accionamiento de puertas. Además, el conjunto incluye además un conjunto de buses que se acopla al conjunto mediante el uso de buses y que se acopla física y comunicativamente al conjunto de conversión mediante el uso de buses. El sensor de tensión se acopla a los buses. El conjunto incluye además un primer conjunto de interfaces y un segundo conjunto de interfaces, que se acoplan respectivamente al conjunto de conmutadores y al conjunto de conversión.

El documento US 2014/0169053 (A1) describe sistemas y métodos con múltiples inversores de fuente de tensión de corriente continua (DC) para suministrar energía a un sistema de energía de corriente alterna (AC). El sistema incluye una pluralidad de etapas de inversor de puente completo; cada una de las etapas de inversor de puente completo que tiene un dispositivo de soporte de tensión conectado eléctricamente en una relación en paralelo entre el nodo positivo y el nodo negativo y la fuente de DC conectada entre los nodos positivo y negativo; al menos una fase de inversor apilada, cada fase de inversor apilada que tiene una pluralidad de etapas de inversor de puente completo, cada una de las etapas de inversor de puente completo en cada fase de inversor apilada interconectada en una relación en serie con el nodo secundario de una de las etapas de inversor de puente completo conectadas al nodo primario de otro inversor de puente completo, la interconexión en serie que define una primera etapa de inversor de puente completo y una última etapa de inversor de puente completo, cada fase que tiene un nodo de entrada en el nodo primario de la primera etapa de inversor de puente completo y un nodo de salida en el nodo secundario de la última etapa de inversor de puente completo; un controlador local acoplado a cada etapa de inversor de puente completo que proporciona las señales de control a cada etapa de inversor de puente completo para emitir una forma de onda de tensión aproximadamente casi sinusoidal; y un controlador de sistema que comunica con cada controlador local; el controlador de sistema que genera señales de control de sistema para la configuración, sincronización, activación, desactivación y selección de modo operativo de dicho controlador local. Compendio

La presente descripción proporciona un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión y un sistema conectado a red de media y alta tensión para resolver el problema de la complicada conexión por cable y los potenciales riesgos para la seguridad de la técnica convencional.

Con el fin del lograr el objeto, se proporciona un sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 1 y un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 8. Se especifican realizaciones de la invención en las reivindicaciones dependientes, según la presente descripción.

Se proporciona un sistema conectado a red de media y alta tensión, que es conectable a una fuente de alimentación de corriente continua y a una red de energía de media y alta tensión. El sistema conectado a red de media y alta tensión incluye: al menos una unidad de inversor y una circuitería de control.

Un terminal de corriente continua de cada una de la al menos una unidad de inversor es conectable a la fuente de alimentación de corriente continua. Un terminal de corriente alterna de cada una de la al menos una unidad de inversor es conectable en un lado de baja tensión de un transformador. Un lado de alta tensión del transformador se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través de un conmutador. El transformador se configura para convertir una baja tensión emitida por la al menos una unidad de inversor a una media tensión. La al menos una unidad de inversor se configura para realizar una excitación en el transformador en base a una amplitud de la red de energía y una señal de sincronización de fase de la red de energía, y enviar una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control después de que la excitación sea exitosa, cuando está abierto el conmutador. Y la al menos una unidad de inversor se configura para recibir una señal de estado del conmutador, realizar una inversión de energía de corriente continua conectada a red cuando se satisface una condición conectada a red y enviar una orden de apertura de conmutador a la circuitería de control cuando se satisface una condición de espera del sistema, cuando está cerrado el conmutador.

En la realización de la excitación en el transformador en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor sea uno, la unidad de inversor es una unidad de inversor de fuente de tensión, y en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor sea mayor que uno, cada una de las más de una unidad de inversor compite, según un mecanismo de competición, para funcionar como una única unidad de inversor de fuente de tensión o funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, cuando está abierto el conmutador. La unidad de inversor de fuente de tensión se configura para emitir una tensión alterna en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, controlar las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar en base a la tensión alterna y realizar, junto con las unidades de inversor de fuente de corriente, la excitación en el transformador.

Un primer terminal de la circuitería de control se conecta con la al menos una unidad de inversor a través de una línea de comunicación. Un segundo terminal de la circuitería de control es conectable a un terminal de control del conmutador. Un tercer terminal de la circuitería de control es conectable a un punto de conexión del transformador y el conmutador. Un cuarto terminal de la circuitería de control es conectable a un punto de conexión del conmutador y la red de energía de media y alta tensión. Y la circuitería de control se configura para: recoger una tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión y enviar la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor a través de la línea de comunicación, cuando está abierto el conmutador; cerrar el conmutador en respuesta a la orden de cierre de conmutador y enviar la señal de estado del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real; y abrir el conmutador en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema.

Preferiblemente, el número de la al menos una unidad de inversor (101) es mayor que uno y cada una de las más de una unidad de inversor incluye un circuito de inversión de energía de corriente continua, un módulo de gestión de energía y un módulo de control de cooperación.

El módulo de control de cooperación se configura para determinar, según el mecanismo de competición, una unidad de inversor que incluya el módulo de control de cooperación para ser la unidad de inversor de fuente de tensión, de otro modo la unidad de inversor que incluye el módulo de control de cooperación funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente.

En un caso en que la unidad de inversor funciona como la unidad de inversor de fuente de tensión:

el módulo de gestión de energía se configura para controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua en la unidad de inversor de fuente de tensión para operar en base a una tensión de referencia preestablecida, generar y emitir una variación de energía; y

el módulo de control de cooperación se configura además para realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud V0i y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface la condición de inicio, donde Voi=k* Vm y k es un coeficiente de perturbación menor o igual que 1; emitir una señal de inicio a los módulos de control de cooperación de las unidades de inversor de fuente de corriente; controlar, después de que los circuitos de inversión de energía de corriente continua en todas las unidades de inversor de fuente de corriente se inicien o se alcance un tiempo preestablecido, el circuito de inversión de energía de corriente continua en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; realizar la excitación en el transformador; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador, donde cambia la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, después de que se transforme por un transformador, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

En un caso en que la unidad de inversor funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente: el módulo de gestión de energía se configura para calcular una corriente de referencia revisada en base a una variación de energía, una corriente preestablecida y un parámetro de ratio preestablecido, y controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para operar en base a la corriente de referencia revisada; y

el módulo de control de cooperación se configura además para recibir la señal de inicio, controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar bajo el control del módulo de gestión de energía en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente y recibir la señal de estado del conmutador.

Preferiblemente, el módulo de gestión de energía se configura para calcular la corriente de referencia revisada en base a la variación de energía, la corriente preestablecida y el parámetro de ratio preestablecido según la siguiente fórmula:

donde AE es la variación de energía, iref es la corriente preestablecida y kp es el parámetro de ratio preestablecido. Preferiblemente, el número de la al menos una unidad de inversor es uno y la unidad de inversor de fuente de tensión incluye un circuito de inversión de energía de corriente continua, un módulo de gestión de energía y un módulo de control de cooperación.

El módulo de gestión de energía se configura para controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua para operar en base a la tensión de referencia preestablecida; y

el módulo de control de cooperación se configura para: realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface la condición de inicio; realizar la excitación en el transformador; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador, donde cambia la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, después de que se transforme por el transformador, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

Preferiblemente, la circuitería de control incluye:

un módulo de recepción, configurado para recoger la tensión de la red de energía de media y alta tensión cuando está abierto el conmutador y obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión;

un módulo de sincronización, configurado para enviar la amplitud de la red de energía a la al menos una unidad de inversor a través de la línea de comunicación y enviar periódicamente la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor a través de la línea de comunicación;

un módulo de accionamiento, configurado para cerrar el conmutador en respuesta a la orden de cierre de conmutador o abrir el conmutador en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema; y

un módulo de realimentación, configurado para enviar una señal de estado del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real cuando está cerrado el conmutador.

Preferiblemente, en el envío periódico de la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor a través de la línea de comunicación, el módulo de sincronización se configura específicamente para:

enviar la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p a la al menos una unidad de inversor, cuando una fase de la red de energía cumple 9 ^{r p =} 9 ^{m ± A} 9 ^, donde 9 ^jp es la fase de la red de energía, 9 ^m es una fase de referencia preestablecida que cumple 0< 9^m<2n y A9 es un error permisible preestablecido.

Preferiblemente, la circuitería de control se configura además para enviar al menos una de una señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real. Se proporciona un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión, que incluye una fuente de alimentación energía de corriente continua, un transformador y el sistema conectado a red de media y alta tensión según cualquiera de las descripciones anteriores.

Preferiblemente, el transformador es un transformador de doble división o un transformador de doble devanado o una subestación de tipo caja.

En la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión según la presente descripción, cuando está abierto un conmutador, se recoge una tensión de una red de energía de media y alta tensión y se obtienen una amplitud de la red de energía y una señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de una red de energía de media y alta tensión. La amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía se envían a una unidad de inversor a través de una línea de comunicación. Y la al menos una unidad de inversor realiza una excitación en un transformador en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía. Y después de que la excitación sea exitosa, se envía una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión. El conmutador se cierra en respuesta a la orden de cierre de conmutador y se envía una señal de estado del conmutador de una manera en tiempo real. Cuando el conmutador está cerrado, el conmutador se abre en respuesta a una orden de apertura de conmutador de la al menos una unidad de inversor. De esta forma, se realizan la conexión y desconexión de la red de energía de media y alta tensión. A través de la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión según la presente descripción, se recoge la tensión de la red de energía de media y alta tensión. Se obtienen la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y se envían a la al menos una unidad de inversor a través de la línea de comunicación. Se mejora el rendimiento de aislamiento del sistema, se evitan potenciales riesgos para la seguridad y se evita el problema de una complicada conexión por cable de la técnica convencional.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos que se acompañan para ser usados en la descripción de las realizaciones se describen brevemente de la siguiente manera, de modo que las soluciones técnicas según las realizaciones en la presente descripción llegue a ser más claras. Es evidente que los dibujos que se acompañan en la siguiente descripción solamente ilustran algunas de las realizaciones de la invención. Para los expertos en la técnica, se pueden obtener otros dibujos en base a estos dibujos que se acompañan sin ningún trabajo creativo.

La Figura 1 es un diagrama estructural esquemático de un sistema conectado a red de media y alta tensión según una realización de la presente descripción;

La Figura 2 es un diagrama estructural esquemático de un sistema conectado a red de media y alta tensión según una realización de la presente descripción;

La Figura 3 es un diagrama estructural esquemático de una circuitería de control según otra realización de la presente descripción; y

La Figura 4 es un diagrama esquemático de una forma de onda de señal según otra realización más de la presente descripción.

Descripción detallada de las realizaciones

Las realizaciones según la presente descripción se describirán en detalle de la siguiente manera junto con los dibujos que se acompañan, de modo que el objeto, características y ventajas puedan ser más claras.

Una circuitería de control de un sistema conectado a red de media y alta tensión se proporciona según la presente descripción para resolver el problema de una complicada conexión por cable y potenciales riesgos para la seguridad de la técnica convencional.

Específicamente, como se muestra en la Figura 1, se proporciona una circuitería de control 103 de un sistema conectado a red de media y alta tensión, que se aplica al sistema conectado a red de media y alta tensión. El sistema conectado a red de media y alta tensión incluye al menos una unidad de inversor 101 y la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión.

Un primer terminal de la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión se conecta con la al menos una unidad de inversor 101 a través de una línea de comunicación (como se designa por la línea de puntos en la Figura 1). Un segundo terminal de la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión se conecta con un terminal de control de un conmutador 104. Un tercer terminal de la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión se conecta con un punto de conexión de un transformador 102 y el conmutador 104. Y un cuarto terminal de la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión se conecta con un punto de conexión del conmutador 104 y una red de energía de media y alta tensión.

El principio operativo específico se describe de la siguiente manera.

Cuando el conmutador 104 está abierto, la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión recoge una tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtiene una amplitud de la red de energía y una señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión, envía la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación por lo que la al menos una unidad de inversor 101 realiza una excitación en el transformador en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y envía una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión después de que la excitación sea exitosa; cierra el conmutador 104 en respuesta a la orden de cierre de conmutador y envía una señal de estado del conmutador 104 a la al menos una unidad de inversor 101 de una manera en tiempo real; y cuando el conmutador 104 está cerrado y se satisface una condición de espera del sistema, abre el conmutador 104 en respuesta a una orden de apertura de conmutador de la al menos una unidad de inversor 101.

En la práctica, la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión se puede establecer en un lado de media y alta tensión, y cada una de la al menos una unidad de inversor 101 se puede establecer en una sala de inversores 100, como se muestra en la Figura 1, que es solamente un ejemplo.

A través de la circuitería de control 103 del sistema conectado a red de media y alta tensión según la realización de la presente descripción, se recoge la tensión de la red de energía de media y alta tensión. Se obtienen la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y se envían a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación. De esta forma, se mejora el rendimiento de aislamiento del sistema, se evitan potenciales riesgos para la seguridad y se evita el problema de una complicada conexión por cable de la técnica convencional.

Además, como se muestra en la Figura 3, la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión incluye un módulo de recepción 301, un módulo de sincronización 302, un módulo de accionamiento 303 y un módulo de realimentación 304.

El módulo de recepción 301 se configura para recoger la tensión de la red de energía de media y alta tensión cuando el conmutador 104 está abierto y obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión.

El módulo de sincronización 302 se configura pare enviar la amplitud de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación y enviar periódicamente la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación.

El módulo de accionamiento 303 se configura para cerrar el conmutador 104 en respuesta a la orden de cierre de conmutador o abrir el conmutador 104 en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador 104 está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema.

El módulo de realimentación 304 se configura para enviar la señal de estado del conmutador 104 a la al menos una unidad de inversor 101 de una manera en tiempo real cuando el conmutador 104 está cerrado.

Preferiblemente, en el envío periódico de la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación, el módulo de sincronización 302 se configura específicamente para:

enviar la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p a la al menos una unidad de inversor 101, cuando una fase de la red de energía de media y alta tensión cumple 9 ^{r p =} 9 ^{m ± A} 9 ^, donde 9 ^jp es la fase de la red de energía de media y alta tensión, 9 ^m es una fase de referencia preestablecida que cumple 0< 9^m<2n y A9 es un error permisible preestablecido.

La relación entre la fase de la red de energía de media y alta tensión 9 ^rp, la fase de referencia preestablecida 9 ^m y la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p se muestra en la Figura 4.

Con el fin de prevenir que la al menos una unidad de inversor recoja directamente la tensión de la red de energía de media y alta tensión, la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión según la realización puede obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y enviar una señal de sincronización (la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p) a la al menos una unidad de inversor. Entonces la al menos una unidad de inversor implementa una función de bloqueo de fase de la red de energía de media y alta tensión según la señal de sincronización.

Preferiblemente, la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión se configura además para enviar al menos una de una señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real.

La circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión envía al menos una de la señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real, lo que dota a la al menos una unidad de inversor con información para ser monitorizada y asegura la operación segura del sistema conectado a red de media y alta tensión.

Se proporciona un sistema conectado a red de media y alta tensión según otra realización de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 1, el sistema conectado a red de media y alta tensión incluye al menos una unidad de inversor 101 y una circuitería de control 103.

Un terminal de corriente continua de cada una de la al menos una unidad de inversor 101 se conecta a una fuente de alimentación de corriente continua. Un terminal de corriente alterna de cada una de la al menos una unidad de inversor 101 se conecta con un lado de baja tensión de un transformador 102. Un lado de alta tensión del transformador 102 se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través del conmutador 104.

Un primer terminal de la circuitería de control 103 se conecta con la al menos una unidad de inversor 101 a través de una línea de comunicación (como se designa por la línea de puntos en la Figura 1). Un segundo terminal de la circuitería de control 103 se conecta con un terminal de control de un conmutador 104. Un tercer terminal de la circuitería de control 103 se conecta con un punto de conexión del transformador 102 y el conmutador 104. Y un cuarto terminal de la circuitería de control 103 se conecta con un punto de conexión del conmutador 104 y una red de energía de media y alta tensión.

En la práctica, el transformador 104 puede ser un transformador de elevación o una subestación de tipo caja, que no se limita en la presente memoria y está dentro del alcance de protección de la presente descripción.

El principio operativo específico se describe de la siguiente manera.

Cada una de la al menos una unidad de inversor 101 compite, según un mecanismo de competición, para funcionar como una única unidad de inversor de fuente de tensión o funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, cuando el conmutador está abierto. La al menos una unidad de inversor 101 se configura para recibir una señal de estado del conmutador 104 cuando el conmutador 104 está cerrado, realizar una inversión conectada a red cuando se satisface una condición conectada a red y enviar una orden de apertura de conmutador a la circuitería de control 103 cuando se satisface una condición de espera del sistema.

La unidad de inversor de fuente de tensión se configura para, cuando el conmutador 104 está abierto, emitir una tensión alterna en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, controlar las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar en base a la tensión alterna, realizar, junto con las unidades de inversor de fuente de corriente, una excitación en el transformador 102 y enviar una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control 103 después de que la excitación sea exitosa.

El transformador 102 se configura para convertir una baja tensión emitida por la al menos una unidad de inversor 101 en una media tensión.

En una aplicación práctica, el mecanismo de competición se puede basar en números de serie de la al menos una unidad de inversor. Por ejemplo, se puede proporcionar que cuanto menor sea el número de serie de una unidad de inversor, mayor sea la prioridad de la unidad de inversor, y en este caso, el inversor con un número de serie de uno es la unidad de inversor de fuente de tensión. O se puede proporcionar que cuanto mayor sea el número de serie de una unidad de inversor, mayor sea la prioridad de la unidad de inversor, y en este caso, el inversor con el número de serie máximo es la unidad de inversor de fuente de tensión. O el mecanismo de terminación se puede basar en los periodos de tiempo de operación de la al menos una unidad de inversor 101 en un último ciclo de tiempo (por ejemplo, un día). Por ejemplo, una unidad de inversor con un periodo de tiempo de operación más corto en el último ciclo de tiempo es la unidad de inversor de fuente de tensión. El mecanismo de competición no se limita a los enumerados anteriormente y todos los antes mencionados caerán dentro del alcance de la descripción.

La circuitería de control 103 se configura para: recoger una tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión y enviar la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación, cuando el conmutador 104 está abierto; cerrar el conmutador 104 en respuesta a la orden de cierre de conmutador y enviar la señal de estado del conmutador a la al menos una unidad de inversor 101 de una manera en tiempo real; y abrir el conmutador 104 en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador 104 está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema.

En la práctica, la fuente de alimentación de corriente continua puede estar compuesta de una serie de módulos fotovoltaicos. Y una configuración de una matriz fotovoltaica también varía con la capacidad de la al menos una unidad de inversor. Para un sistema de inversor conectado a red centralizado, la fuente de alimentación de corriente continua también puede incluir un enlace de corriente continua, que no se limita en la presente memoria.

Específicamente, cuando el conmutador 104 está abierto, la circuitería de control 103 recoge la tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtiene la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión y envía la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación. Y la al menos una unidad de inversor 101 realiza una excitación en el transformador en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y después de que la excitación sea exitosa, envía la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control 103. Entonces la circuitería de control 103 cierra el conmutador 104 en respuesta a la orden de cierre de conmutador y envía la señal de estado del conmutador 104 a la al menos una unidad de inversor 101 de una manera en tiempo real. Cuando el conmutador 104 está cerrado, la al menos una unidad de inversor 101 recibe la señal de estado del conmutador 104, realiza la inversión conectada a red cuando se satisface la condición conectada a red y envía la orden de apertura de conmutador a la circuitería de control 103 cuando se satisface la condición de espera del sistema y la circuitería de control 103 controla el conmutador 104 para abrirlo. De esta forma, se realizan la conexión y desconexión de la red de energía de media y alta tensión, en la que el convertidor de elevación y la red de energía se pueden desconectar de noche. De este modo, las pérdidas sin carga del transformador 102 se reducen de noche y se mejora la eficiencia del sistema.

En el sistema conectado a red de media y alta tensión según la realización, a través de la circuitería de control 103, se recoge la tensión de la red de energía de media y alta tensión y se obtienen la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y se envían a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación. Se mejora el rendimiento de aislamiento del sistema, se evitan potenciales riesgos para la seguridad y se evita el problema de una complicada conexión por cable de la técnica convencional. Además, en la realización, la al menos una unidad de inversor 101 realiza la excitación en el transformador 102 conjuntamente, evitando por ello emisiones debido a una falta de entrada de energía en la excitación; la unidad de inversión de fuente de tensión se determina por competición, donde cualquier unidad de inversor puede ser la unidad de inversor de fuente de tensión y no se influirá en la operación del sistema conectado a red de media y alta tensión, incluso si la unidad de inversor de fuente de tensión actual falla por ello se puede sustituir por otra unidad de inversor, logrando control de redundancia y reduciendo la tasa de fallo del sistema.

Preferiblemente, como se muestra en la Figura 2, cada una de la al menos una unidad de inversor 101 incluye un circuito de inversión 201, un módulo de gestión de energía 202 y un módulo de control de cooperación 203.

El módulo de control de cooperación 203 se configura para determinar, según el mecanismo de competición, una unidad de inversor que incluye el módulo de control de cooperación para ser la unidad de inversor de fuente de tensión, de otro modo la unidad de inversor que incluye el módulo de control de cooperación funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente.

el módulo de gestión de energía 202 se configura para controlar el circuito de inversión en la unidad de inversor de fuente de tensión para operar en base a una tensión de referencia preestablecida, generar y emitir una variación de energía;

el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión opera en base a la tensión de referencia preestablecida Vderef y envía una variación de energía AE a los módulos de gestión de energía 202 en las unidades de inversor de fuente de corriente, en donde en un caso en que AE>0, el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión tiene suficiente energía para completar la excitación en el transformador 102 y los circuitos de inversión 201 en las unidades de inversor de fuente de corriente no necesitan emitir energía; y en un caso en que AE<0, el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión no es capaz de completar la excitación en el transformador 102 y los circuitos de inversión 201 en las unidades de inversor de fuente de corriente necesitan emitir energía; y

el módulo de control de cooperación 203 se configura además para realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud V01 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface la condición de inicio, donde Vo1=k* Vm y k es un coeficiente de perturbación menor o igual que 1; emitir una señal de inicio a los módulos de control de cooperación de las unidades de inversor de fuente de corriente; controlar, después de que se inicien los circuitos de inversión en todas las unidades de inversor de fuente de corriente o se alcance un tiempo preestablecido, el circuito de inversión en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; realizar la excitación en el transformador 102; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control 103 después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador 104, donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador 102, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

Específicamente, con el fin de reducir las perturbaciones de los circuitos de inversión de las unidades de inversor de fuente de corriente en el inicio en la tensión alterna con la amplitud V01 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, k puede ser alrededor de 0,2.

En un caso en que la unidad de inversor funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, el módulo de gestión de energía 202 se configura para calcular una corriente de referencia revisada en base a una variación de energía, una corriente preestablecida y un parámetro de ratio preestablecido, y controlar el circuito de inversión en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para operar en base a la corriente de referencia revisada.

Preferiblemente, el módulo de gestión de energía 202 se configura para calcular la corriente de referencia revisada en base a la variación de energía, la corriente preestablecida y el parámetro de ratio preestablecido según la siguiente fórmula:

donde AE es la variación de energía, iref es la corriente preestablecida y kp es el parámetro de ratio preestablecido. Con el módulo de gestión de energía 202 operando de la forma anterior, se logra el equilibrio de energía en la excitación simultánea de múltiples unidades de inversor en el transformador, evitando de este modo la circunfluencia entre múltiples circuitos de inversor 201.

El módulo de control de cooperación 203 se configura además para recibir la señal de inicio, controlar el circuito de inversión en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar bajo el control del módulo de gestión de energía en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente y recibir la señal de estado del conmutador.

El módulo de control de cooperación 203 se configura para implementar el control de inicio, la excitación y la lógica de conexión de red de los circuitos de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión y las unidades de inversor de fuente de corriente.

La determinación de la unidad de inversor de fuente de tensión y las unidades de inversor de fuente de corriente en unidades de inversor del sistema conectado a red de media y alta tensión se implementa por el módulo de control de cooperación 203 según el mecanismo de competición, asegurándose de que haya una y solo una unidad de inversor de fuente de tensión en el sistema conectado a red de media y alta tensión.

En contraste con el sistema conectado a red convencional, el sistema conectado a red de media y alta tensión según la realización puede desconectar el transformador y una red, reduciendo la pérdida sin carga del transformador y mejorando la eficiencia general del sistema, y puede lograr la abstención de circunfluencia, con el módulo de gestión de energía 202, en la excitación realizada simultáneamente en el transformador con múltiples circuitos de inversión 201.

En aplicación práctica, el número de la al menos una unidad de inversor puede ser uno, y la una unidad de inversor es la unidad de inversor de fuente de tensión.

Específicamente, la unidad de inversor de fuente de tensión incluye un circuito de inversión, un módulo de gestión de energía y un módulo de control de cooperación.

El módulo de gestión de energía se configura para controlar el circuito de inversión para operar en base a la tensión de referencia preestablecida.

El módulo de control de cooperación se configura para: realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar la unidad de inversión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface una condición de inicio; realizar la excitación en el transformador; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador, donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión. Además, en otra realización, como se muestra en la Figura 3, la circuitería de control incluye un módulo de recepción 301, un módulo de sincronización 302, un módulo de accionamiento 303 y un módulo de realimentación 304.

El módulo de recepción 301 se configura para recoger la tensión de la red de energía de media y alta tensión cuando el conmutador 104 está abierto, y obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión.

El módulo de sincronización 302 se configura para enviar la amplitud de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación y enviar periódicamente la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor 101 a través de la línea de comunicación.

El módulo de realimentación 304 se configura para enviar una señal de estado del conmutador 104 a la al menos una unidad de inversor 101 de una manera en tiempo real cuando el conmutador 104 está cerrado.

Con el fin de prevenir que la al menos una unidad de inversor recoja directamente la tensión de la red de energía de media y alta tensión, la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión según la realización puede obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía y enviar una señal de sincronización (la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p) a la al menos una unidad de inversor. Entonces, la al menos una unidad de inversor implementa una función de bloqueo de fase de la red de energía de media y alta tensión según la señal de sincronización.

Además, la circuitería de control en el sistema conectado a red de media y alta tensión se proporciona en el lado de alta tensión e implementa interacción de datos con la sala de inversores a través de la línea de comunicación, aislando totalmente la sala de inversores del lado de alta tensión y mejorando la seguridad.

Preferiblemente, la circuitería de control se configura además para enviar al menos una de una señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real. La circuitería de control envía al menos una de la señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor de una manera en tiempo real, lo que dota a la al menos una unidad de inversor con información para ser monitorizada y asegura la operación segura del sistema conectado a red de media y alta tensión.

Además, en la práctica, el conmutador es un contactor de alta tensión o un conmutador de contactos de alta tensión. Preferiblemente, el transformador es un transformador de doble división o un transformador de doble devanado. O el transformador es una subestación de tipo caja. La circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión y el conmutador se integran en la subestación de tipo caja o la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión y el conmutador se integran entre la subestación de tipo caja y la red de energía de media y alta tensión.

En la práctica, el conmutador y el transformador se pueden determinar dependiendo de las condiciones de aplicación prácticas, que no se limita en la presente memoria y todo cae dentro del alcance de protección de la presente descripción.

Se proporciona un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según otra realización de la presente descripción, que incluye una fuente de alimentación de corriente continua, un transformador 102 y el sistema conectado a red de media y alta tensión según cualquiera de las realizaciones anteriores.

El sistema conectado a red de media y alta tensión se muestra en la Figura 1, que incluye al menos una unidad de inversor 101 y una circuitería de control 103.

Un terminal de corriente continua de cada una de la al menos una unidad de inversor 101 se conecta con la fuente de alimentación de corriente continua. Un terminal de corriente alterna de cada una de la al menos una unidad de inversor 101 se conecta con un lado de baja tensión del transformador 102. Un lado de alta tensión del transformador 102 se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través de un conmutador.

Un primer terminal de la circuitería de control 103 se conecta con la al menos una unidad de inversor 101 a través de una línea de comunicación (como se designa por la línea de puntos en la Figura 1). Un segundo terminal de la circuitería de control 103 se conecta a un terminal de control del conmutador 104. Un tercer terminal de la circuitería de control 103 se conecta con un punto de conexión del transformador 102 y el conmutador 104. Y un cuarto terminal de la circuitería de control 103 se conecta con un punto de conexión del conmutador 104 y una red de energía de media y alta tensión.

En un caso en que la unidad de inversor funciona como la unidad de inversor de fuente de tensión,

el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión opera en base a la tensión de referencia preestablecida Vderef y envía una variación de energía AE a los módulos de gestión de energía 202 en las unidades de inversor de fuente de corriente, donde en un caso en que AE>0, el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión tiene suficiente energía para completar la excitación en el transformador 102 y los circuitos de inversión 201 en las unidades de inversor de fuente de corriente no necesitan emitir energía; y en un caso en que AE<0, el circuito de inversión 201 en la unidad de inversor de fuente de tensión no es capaz de completar la excitación en el transformador 102 y los circuitos de inversión 201 en las unidades de inversor de fuente de corriente necesitan emitir energía; y

el módulo de control de cooperación 203 se configura además para realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud V01 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface la condición de inicio, donde Vo1=k* Vm y k es un coeficiente de perturbación menor o igual que 1; emitir una señal de inicio a los módulos de control de cooperación de las unidades de inversor de fuente de corriente; controlar, después de que los circuitos de inversión en todas las unidades de inversor de fuente de corriente se inicien o se alcance un tiempo preestablecido, el circuito de inversión en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; realizar la excitación en el transformador 102; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control 103 después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador 104, donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador 102, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

donde AE es la variación de energía, iref es la corriente preestablecida y kp es el parámetro de ratio preestablecido. El módulo de control de cooperación 203 se configura además para recibir la señal de inicio, controlar el circuito de inversión en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar bajo el control del módulo de gestión de energía en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente y recibir la señal de estado del conmutador 104.

El número de la al menos una unidad de inversor puede ser uno, y la unidad de inversor es la unidad de inversor de fuente de tensión.

El módulo de control de cooperación se configura para: realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar la unidad de inversión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface una condición de inicio; realizar la excitación en el transformador; enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador, donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador, a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

Además, como se muestra en la Figura 3, la circuitería de control incluye un módulo de recepción 301, un módulo de sincronización 302, un módulo de accionamiento 303 y un módulo de realimentación 304.

enviar la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p a la al menos una unidad de inversor 101, cuando una fase de la red de energía de media y alta tensión cumple 9 ^{r p =} 9 ^{m ± A} 9 ^, donde 9 ^jp es la fase de la red de energía, 9 ^m es una fase de referencia preestablecida que cumple 0< 9^m<2n y A9 es un error permisible preestablecido.

Preferiblemente, el conmutador es un contactor de alta tensión o un conmutador de contactos de alta tensión.

Preferiblemente, el transformador es un transformador de doble división o un transformador de doble devanado. O el transformador es una subestación de tipo caja. La circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión y el conmutador se integran en la subestación de tipo caja o la circuitería de control del sistema conectado a red de media y alta tensión y el conmutador se integran entre la subestación de tipo caja y la red de energía de media y alta tensión.

El principio de operación específico es el mismo que el de la realización anterior y, de este modo, no se describe en la presente descripción.

Las realizaciones anteriores son solamente realizaciones preferidas y no están destinadas a ser limitantes. Las realizaciones preferidas según la descripción se han descrito anteriormente, pero no se pretende que limiten la descripción.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema conectado a red de media y alta tensión, conectable a una fuente de alimentación de corriente continua y a una red de energía de media y alta tensión, en donde el sistema conectado a red de media y alta tensión comprende al menos una unidad de inversor (101) y una circuitería de control (103), en donde,

cada una de la al menos una unidad de inversor (101) tiene un terminal de corriente continua conectable a la fuente de alimentación de corriente continua y un terminal de corriente alterna conectable a un lado de baja tensión de un transformador (102), un lado de alta tensión del transformador (102) se conecta con la red de energía de media y alta tensión a través de un conmutador (104), y el transformador (102) se configura para convertir una baja tensión emitida por la al menos una unidad de inversor (101) a una alta tensión;

la al menos una unidad de inversor (101) se configura para realizar una excitación en el transformador (102) en base a una amplitud de la red de energía y una señal de sincronización de fase de la red de energía y enviar una orden de cierre de conmutador a la circuitería de control (103) después de que la excitación sea exitosa, cuando el conmutador (104) está abierto; y recibir una señal de estado del conmutador (104), realizar una inversión de energía de corriente continua conectada a red cuando se satisface una condición conectada a red y enviar una orden de apertura de conmutador a la circuitería de control (103) cuando se satisface una condición de espera del sistema, cuando el conmutador (104) está cerrado, en donde

en la realización de la excitación en el transformador (102) en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea uno, la unidad de inversor (101) es una unidad de inversor de fuente de tensión, y en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea mayor que uno, cada una de las más de una unidades de inversor (101) compite, según un mecanismo de competición, para funcionar como una única unidad de inversor de fuente de tensión o funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, cuando el conmutador está abierto; y

la unidad de inversor de fuente de tensión se configura para emitir una tensión alterna en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, controlar las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar en base a la tensión alterna, y realizar, junto con las unidades de inversor de fuente de corriente, la excitación en el transformador (102);

la circuitería de control (103) tiene un primer terminal conectado a la al menos una unidad de inversor (101) a través de una línea de comunicación, un segundo terminal conectable a un terminal de control del conmutador (103), un tercer terminal conectable a un punto de conexión del transformador (102) y del conmutador (104), y un cuarto terminal conectable a un punto de conexión del conmutador (104) y de la red de energía de media y alta tensión; y

la circuitería de control (103) se configura para: recoger una tensión de la red de energía de media y alta tensión, obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión, enviar la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación, cerrar el conmutador (104) en respuesta a la orden de cierre de conmutador y enviar la señal de estado del conmutador (104) a la al menos una unidad de inversor (101) de una manera en tiempo real, cuando el conmutador (104) está abierto; y abrir el conmutador (104) en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador (104) está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema.

2. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 1, en donde el número de al menos una unidad de inversor (101) es mayor que uno y cada una de las más de una unidad de inversor (101) comprende un circuito de inversión de energía de corriente continua (201), un módulo de gestión de energía (202) y un módulo de control de cooperación (203), en donde:

el módulo de control de cooperación (203) se configura para determinar, según el mecanismo de competición, una unidad de inversor (101) que comprende el módulo de control de cooperación (203) para ser la unidad de inversor de fuente de tensión, de otro modo la unidad de inversor (101) que comprende el módulo de control de cooperación (203) funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente;

en un caso en que la unidad de inversor (101) funciona como la unidad de inversor de fuente de tensión: el módulo de gestión de energía (202) se configura para controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la unidad de inversor de fuente de tensión para operar en base a una tensión de referencia preestablecida, generar y emitir una variación de energía; y

el módulo de control de cooperación (203) se configura además para realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo1 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface una condición de inicio, donde Voi=k* Vm y k es un coeficiente de perturbación menor o igual que 1; emitir una señal de inicio a los módulos de control de cooperación (203) de las unidades de inversor de fuente de corriente; controlar, después de que los circuitos de inversión de energía de corriente continua (203) en todas las unidades de inversor de fuente de corriente se inicien o se alcance un tiempo preestablecido, el circuito de inversión de energía de corriente continua (203) en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; realizar la excitación en el transformador (102); enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control (103) después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador (104), en donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador (102), a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; y

en un caso en que la unidad de inversor (101) funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente:

el módulo de gestión de energía (201) se configura para calcular una corriente de referencia revisada en base a una variación de energía, una corriente preestablecida y un parámetro de ratio preestablecido, y controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para operar en base a la corriente de referencia revisada; y

el módulo de control de cooperación (203) se configura además para recibir la señal de inicio, controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar bajo el control del módulo de gestión de energía (202) en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente y recibir la señal de estado del conmutador (104).

3. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 2, en donde el módulo de gestión de energía (202) se configura para calcular la corriente de referencia revisada en base a la variación de energía, la corriente preestablecida y el parámetro de ratio preestablecido según la siguiente fórmula:

en donde AE es la variación de energía, iref es la corriente preestablecida y kp es el parámetro de ratio preestablecido.

4. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 1, en donde el número de la al menos una unidad de inversor (101) es uno;

la unidad de inversor de fuente de tensión comprende un circuito de inversión de energía de corriente continua (201), un módulo de gestión de energía (202) y un módulo de control de cooperación (203), en donde:

el módulo de gestión de energía (202) se configura para controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) para operar en base a una tensión de referencia preestablecida; y

el módulo de control de cooperación (203) se configura para: realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface una condición de inicio; realizar la excitación en el transformador (102); enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control (103) después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador (104), en donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador (102), a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión.

5. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 1, en donde la circuitería de control (103) comprende:

un módulo de recepción (301), configurado para recoger la tensión de la red de energía de media y alta tensión cuando el conmutador (104) está abierto y obtener la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía en base a la tensión de la red de energía de media y alta tensión;

un módulo de sincronización (302), configurado para enviar la amplitud de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación y enviar periódicamente la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación; un módulo de accionamiento (303), configurado para cerrar el conmutador (104) en respuesta a la orden de cierre de conmutador o abrir el conmutador (104) en respuesta a la orden de apertura de conmutador cuando el conmutador (104) está cerrado y se satisface la condición de espera del sistema; y

un módulo de realimentación (304), configurado para enviar la señal de estado del conmutador (104) a la al menos una unidad de inversor (101) de una manera en tiempo real cuando el conmutador (104) está cerrado.

6. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 5, en donde en el envío periódico de la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación, el módulo de sincronización (302) se configura específicamente para:

enviar la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p a la al menos una unidad de inversor (101), cuando una fase de la red de energía de media y alta tensión cumple 9 ^{r p =} 9 ^{m ± A} 9 ^,

en donde 9 ^rp es la fase de la red de energía de media y alta tensión, 9 ^m es una fase de referencia preestablecida que cumple 0< 9^m<2n y A9 es un error permisible preestablecido.

7. El sistema conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en donde la circuitería de control (103) se configura además para enviar al menos una de una señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor (101) de una manera en tiempo real.

8. Un sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión, que comprende una fuente de alimentación de corriente continua, un transformador (102) y un sistema conectado a red de media y alta tensión, en donde el sistema conectado a red de media y alta tensión se conecta con la fuente de alimentación de corriente continua y es conectable a una red de energía de media y alta tensión y comprende al menos una unidad de inversor (101) y una circuitería de control (103), en donde,

cada una de la al menos una unidad de inversor (101) tiene un terminal de corriente continua conectado con la fuente de alimentación de corriente continua y un terminal de corriente alterna conectado con un lado de baja tensión de un transformador (102), un lado de alta tensión del transformador (102) es conectable a la red de energía de media y alta tensión a través de un conmutador (104), y el transformador (102) se configura para convertir una baja tensión emitida por la al menos una unidad de inversor (101) a una media tensión;

en la realización de la excitación en el transformador (102) en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea uno, la unidad de inversor (101) es una unidad de inversor de fuente de tensión, y en un caso en que el número de la al menos una unidad de inversor (101) sea mayor que uno, cada una de las más de una unidad de inversor (101) compite, según un mecanismo de competición, para funcionar como una única unidad de inversor de fuente de tensión o funciona como una de las unidades de inversor de fuente de corriente, cuando el conmutador está abierto; y

la unidad de inversor de fuente de tensión se configura para emitir una tensión alterna en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía, controlar las unidades de inversor de fuente de corriente para iniciar y operar en base a la tensión alterna y realizar, junto con las unidades de inversor de fuente de corriente, la excitación en el transformador (102);

la circuitería de control (103) tiene un primer terminal conectado a la al menos una unidad de inversor (101) a través de una línea de comunicación, un segundo terminal conectable a un terminal de control del conmutador (103), un tercer terminal conectable a un punto de conexión del transformador (102) y el conmutador (104) y un cuarto terminal conectable a un punto de conexión del conmutador (104) y la red de energía de media y alta tensión; y

9. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 8, en donde el número de al menos una unidad de inversor (101) es mayor que uno y cada una de las más de una unidad de inversor (101) comprende un circuito de inversión de energía de corriente continua (201), un módulo de gestión de energía (202) y un módulo de control de cooperación (203), en donde:

el módulo de control de cooperación (203) se configura además para realizar el bloqueo de fase en la tensión Vm de la red de media y alta tensión en base a la amplitud de la red de energía y la señal de sincronización de fase de la red de energía; controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud V01 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión, cuando se satisface una condición de inicio, en donde Vo1=k* Vm y k es un coeficiente de perturbación menor o igual que 1; emitir una señal de inicio a los módulos de control de cooperación (203) de las unidades de inversor de fuente de corriente; controlar, después de que los circuitos de inversión de energía de corriente continua (203) en todas las unidades de inversor de fuente de corriente se inicien o se alcance un tiempo preestablecido, el circuito de inversión de energía de corriente continua (203) en la unidad de inversor de fuente de tensión para emitir una tensión alterna con una amplitud Vo2 y una fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; realizar la excitación en el transformador (102); enviar la orden de cierre de conmutador a la circuitería de control (103) después de que la excitación sea exitosa; y recibir la señal de estado del conmutador (104), en donde la tensión alterna con la amplitud Vo2 y la fase igual a la de la tensión Vm de la red de media y alta tensión cambia, después de ser transformada por el transformador (102), a una tensión alterna con una amplitud y una fase ambas iguales a las de la tensión Vm de la red de media y alta tensión; y

el módulo de gestión de energía (201) se configura para calcular una corriente de referencia revisada en base a una variación de energía, una corriente preestablecida y un parámetro de ratio preestablecido y controlar el circuito de inversión de energía de corriente continua (201) en la una de las unidades de inversor de fuente de corriente para operar en base a la corriente de referencia revisada; y

10. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 9, en donde el módulo de gestión de energía (202) se configura para calcular la corriente de referencia revisada en base a la variación de energía, la corriente preestablecida y el parámetro de ratio preestablecido según la siguiente fórmula:

11. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 8, en donde el número de la al menos una unidad de inversor (101) es uno;

12. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 8, en donde la circuitería de control (103) comprende:

13. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 12, en donde en el envío periódico de la señal de sincronización de fase de la red de energía a la al menos una unidad de inversor (101) a través de la línea de comunicación, el módulo de sincronización (302) se configura para: enviar la señal de sincronización de fase de la red de energía T ^p a la al menos una unidad de inversor (101), cuando una fase de la red de energía de media y alta tensión cumple 9 ^{r p =} 9 ^{m ± A} 9 ^,

14. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde la circuitería de control (103) se configura además para enviar al menos una de una señal de monitorizado y de temperatura del conmutador a la al menos una unidad de inversor (101) de una manera en tiempo real.

15. El sistema de generación de energía conectado a red de media y alta tensión según cualquiera de las reivindicaciones de 8 a 13, en donde,

el transformador (102) es un transformador de doble división o un transformador de doble devanado o una subestación de tipo caja.