ITMI20111180A1 - Impianto eolico per la generazione di energia elettrica - Google Patents

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ITMI20111180A1
ITMI20111180A1 IT001180A ITMI20111180A ITMI20111180A1 IT MI20111180 A1 ITMI20111180 A1 IT MI20111180A1 IT 001180 A IT001180 A IT 001180A IT MI20111180 A ITMI20111180 A IT MI20111180A IT MI20111180 A1 ITMI20111180 A1 IT MI20111180A1
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electric machine
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vlin
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IT001180A
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Davide Bagnara
Matthias Preindl
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Wilic Sarl
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    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
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Description

DESCRIZIONE
“IMPIANTO EOLICO PER LA GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICAâ€
La presente invenzione riguarda un impianto eolico per la produzione e l’erogazione di energia elettrica a una rete elettrica.
In particolare, la presente invenzione riguarda un impianto eolico per la produzione e l’erogazione di energia elettrica a una rete elettrica comprendente:
un gruppo pale;
una macchina elettrica comprendente uno statore e un rotore accoppiato al gruppo pale per generare energia elettrica;
un primo convertitore a commutazione accoppiato alla macchina elettrica per controllare quantità elettriche statoriche;
un secondo convertitore a commutazione accoppiato alla rete elettrica;
e un circuito di connessione in corrente continua per accoppiare il primo convertitore a commutazione al secondo convertitore a commutazione.
Un impianto eolico del tipo sopra identificato à ̈ noto dal documento US 5083039.
L’impianto eolico, come già detto, fornisce energia alla rete elettrica ad una determinata tensione, che deve essere uguale alla tensione della rete elettrica stessa, ed eroga una determinata corrente. La tensione della rete elettrica à ̈ stabilita da un gestore dell’energia elettrica al quale l’impianto eolico à ̈ allacciato, mentre la corrente erogata à ̈ funzione del vento disponibile e della richiesta di energia da parte del gestore.
La tensione della rete elettrica non à ̈ perfettamente costante ma ha un valore di riferimento attorno al quale può variare di circa il 10%. La tensione dell’impianto eolico deve eguagliare la tensione di rete, seguendone le variazioni.
Inoltre, gli impianti eolici moderni permettono di adattare la velocità del rotore all’intensità del vento disponibile, in modo da ottimizzare l’efficienza della conversione dell’energia cinetica del vento in energia elettrica. Di conseguenza, la tensione e/o la corrente della macchina elettrica varieranno in ampiezza e frequenza in base alla velocità del rotore.
Per garantire il corretto funzionamento del generatore eolico sono quindi necessari adattamenti, che vengono effettuati dal primo convertitore a commutazione e dal secondo convertitore a commutazione.
Il primo convertitore a commutazione comprende degli interruttori e agisce sulla corrente e/o sulla tensione della macchina elettrica per controllare la macchina elettrica e per gestire il trasferimento del flusso di energia elettrica dalla macchina elettrica al circuito di connessione in corrente continua.
Il secondo convertitore a commutazione comprende degli interruttori ed à ̈ configurato per accoppiare il circuito di connessione in corrente continua alla rete elettrica e per gestire il trasferimento di energia elettrica dal circuito di connessione in corrente continua alla rete elettrica. In particolare, il secondo convertitore agisce sui rispettivi interruttori per accoppiare la tensione continua del circuito di connessione in corrente continua con la tensione della rete elettrica o viceversa.
La tensione continua del circuito di connessione in corrente continua à ̈ fissa e viene definita in fase di progetto in modo che abbia un valore pari a 2 per il valore di picco del valore di tensione maggiore tra il valore massimo possibile della tensione della macchina elettrica e il valore massimo possibile della tensione della rete elettrica.
Grazie a questa configurazione, la macchina elettrica può funzionare in un ampio intervallo di velocità del vento, la tensione continua sarà sempre maggiore della tensione della macchina elettrica e della tensione della rete elettrica e, di conseguenza, sarà evitata l’accensione indesiderata di diodi accoppiati agli interruttori dei convertitori a commutazione. Gli impianti noti soffrono di problemi legati alle inevitabili perdite di commutazione degli interruttori. In generale, le perdite di commutazione dipendono dai valori di tensione e di corrente di ciascun interruttore interessato alla commutazione e dal tempo impiegato per commutare. Dato che, tali valori sono normalmente piuttosto elevati, la potenza dissipata per commutazioni negli impianti noti à ̈ significativa e incide in modo sensibile sulle prestazioni.
Inoltre, quando vengono utilizzate alcune particolari tecniche di controllo, come la tecnica di modulazione a larghezza di impulso discontinua, la potenza dissipata dipende anche dal numero complessivo di commutazioni, che à ̈ variabile. Tale tecnica, infatti, agisce sul numero e sulla durata delle commutazioni all’interno di un periodo per variare la tensione di uscita del convertitore. Di conseguenza, maggiore à ̈ il numero di commutazioni all’interno di un periodo, maggiore sarà la potenza dissipata.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la produzione di energia elettrica del tipo sopra identificato in grado di limitare gli inconvenienti dell’arte nota.
In particolare, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la produzione di energia elettrica del tipo sopra identificato in grado di diminuire la potenza dissipata.
Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un impianto eolico per la produzione e l’erogazione di energia elettrica a una rete elettrica; l’impianto eolico comprendendo:
un gruppo pale;
almeno una macchina elettrica comprendente uno statore, e un rotore accoppiato al gruppo pale per generare energia elettrica;
un primo convertitore a commutazione accoppiato alla macchina elettrica per controllare quantità elettriche statoriche;
un secondo convertitore a commutazione accoppiato alla rete elettrica; e
un circuito di connessione in corrente continua per accoppiare il primo convertitore a commutazione al secondo convertitore a commutazione;
l’impianto eolico essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo, configurato per controllare, attraverso almeno uno fra il primo e il secondo convertitore a commutazione, una tensione continua sul circuito di connessione in corrente continua in funzione di un parametro di funzionamento della macchina elettrica indicativo della tensione statorica della macchina elettrica, e di una grandezza indicativa della tensione di linea della rete elettrica.
Grazie alla presente invenzione, la tensione continua si adegua ai valori della tensione statorica della macchina elettrica e della tensione di linea della rete elettrica, che possono variare. In questo modo, in particolare, Ã ̈ possibile mantenere vicino a un valore ideale il rapporto fra la tensione continua e la tensione statorica della macchina elettrica e il rapporto tra la tensione continua e la tensione di linea della rete elettrica, i quali determinano le perdite di commutazione, come sopra spiegato. Negli impianti noti, invece, la tensione continua non viene controllata e il suo valore viene definito una volta per tutte in base ai valori massimi previsti per la tensione statorica e per la tensione di linea. In condizioni di esercizio, tuttavia, la tensione statorica e la tensione di linea si discostano quasi sempre dai valori massimi previsti, influenzando negativamente le perdite di commutazione.
L’impianto secondo l’invenzione permette quindi di ridurre in media la potenza dissipata a causa delle commutazioni dei convertitori a commutazione.
Inoltre, nel caso della tecnica di modulazione a larghezza di impulso discontinua, il fatto che i rapporti fra tensione continua e tensione statorica e fra tensione continua e tensione di linea siano favorevoli permette di ridurre anche il numero di commutazioni, migliorando ulteriormente la dissipazione di potenza dovuta a perdite di commutazione per almeno uno tra il primo convertitore a commutazione e il secondo convertitore a commutazione.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo di controllo di un impianto eolico per la generazione di energia elettrica.
Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un metodo di controllo di un impianto eolico per la generazione di energia elettrica, l’impianto eolico comprendendo:
un gruppo pale;
almeno una macchina elettrica comprendente uno statore, e un rotore accoppiato al gruppo pale per generare energia elettrica;
un primo convertitore a commutazione accoppiato alla macchina elettrica per controllare quantità elettriche statoriche;
un secondo convertitore a commutazione accoppiato alla rete elettrica; e
un circuito di connessione in corrente continua per accoppiare il primo convertitore a commutazione al secondo convertitore a commutazione;
il metodo comprendendo controllare, attraverso almeno uno fra il primo e il secondo convertitore a commutazione, una tensione continua sul circuito di connessione in corrente continua in funzione di un parametro di funzionamento della macchina elettrica indicativo della tensione statorica della macchina elettrica e in funzione di una grandezza indicativa della tensione di linea della rete elettrica.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista in elevazione laterale in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un impianto eolico realizzato in accordo con una forma di attuazione della presente invenzione;
- la figura 2 à ̈ una schema a blocchi funzionale dell’impianto eolico realizzato in accordo con la forma di attuazione della figura 1; e
- la figura 3 à ̈ uno schema a blocchi funzionale dell’impianto eolico realizzato in accordo ad una forma di attuazione alternativa della figura 2.
Con riferimento alla figura 1, con 1 à ̈ indicato un impianto eolico per la generazione di energia elettrica, nella fattispecie, un impianto eolico a trasmissione diretta e a velocità angolare variabile.
L’impianto eolico 1 comprende una struttura di sostegno 2; una navicella 3 accoppiata in modo girevole attorno ad un asse A1 alla struttura di sostegno 2; un mozzo 4 accoppiato alla navicella 3 in modo girevole attorno ad un asse A2 e una pluralità di pale 5 accoppiate al mozzo 4 e orientabili attorno a rispettivi assi A3; una macchina elettrica 6; un gruppo di trasmissione elettrica 7 (figura 2) e un dispositivo di controllo 8 per controllare l’impianto eolico 1.
Con riferimento alla figura 2, l’impianto eolico 1 à ̈ configurato per la produzione e l’erogazione di energia elettrica a una rete elettrica 9.
Con riferimento alle figure 1 e 2, la macchina elettrica 6 comprende uno statore 10 anulare e un rotore 11 anulare, il quale à ̈ accoppiato allo statore 10 magneticamente e meccanicamente in modo girevole attorno all’asse A2 attraverso un gruppo cuscinetto (non visibile nelle figure allegate). In sostanza, la macchina elettrica 6 à ̈ un generatore elettrico anulare.
La macchina elettrica 6 Ã ̈ accoppiata alla rete elettrica 9 attraverso il gruppo di trasmissione elettrica 7.
Il mozzo 4 Ã ̈ fissato direttamente al rotore 11 per trasferire il moto rotatorio indotto dal vento al rotore 11 stesso.
La navicella 3 à ̈ fissata alla struttura di sostegno 2 in modo girevole attorno all’asse A1, per direzionare il mozzo 4 e la pluralità di pale 5 a favore di vento.
Con riferimento alla figura 1, il mozzo 4, la pluralità di pale 5 e il rotore 11 definiscono un gruppo rotante 12 in parte alloggiato all’interno della navicella 3. Nella fattispecie, il rotore 11 à ̈ alloggiato all’interno della navicella 3 ed à ̈ supportato unicamente dal gruppo cuscinetto disposto in corrispondenza del mozzo 4.
Lo statore 10 comprende una pluralità di avvolgimenti statorici multifase (non illustrati nelle figure allegate) organizzati in segmenti statorici, nella versione preferita di attuazione della presente invenzione gli avvolgimenti statorici multifase sono trifase.
Il rotore 11 à ̈ cavo e comprende una pluralità di moduli magnetizzati, in particolare magneti permanenti, organizzati in segmenti rotorici.
Nella fattispecie illustrata, la macchina elettrica 6 Ã ̈ di tipo sincrono, preferibilmente trifase, beninteso che la presente invenzione si estende a qualsiasi tipo di macchina elettrica rotante, per esempio generatori elettrici asincroni, preferibilmente trifase, con rotore a gabbia di scoiattolo oppure generatori elettrici sincroni con un rotore avente avvolgimenti rotorici in luogo di magneti permanenti.
Il gruppo di trasmissione elettrica 7 comprende una linea di trasmissione multifase 18, in particolare trifase, e un convertitore a commutazione 19 accoppiato alla macchina elettrica 6 attraverso la linea di trasmissione elettrica multifase 18. Inoltre, il gruppo di trasmissione elettrica 7 comprende un circuito di connessione in corrente continua 20 (“DC link†) e un convertitore a commutazione 21 accoppiato al convertitore a commutazione 19 attraverso il circuito di connessione in corrente continua 20. Inoltre, il gruppo di trasmissione elettrica 7 comprende una linea di trasmissione elettrica multifase 22 per accoppiare il convertitore a commutazione 21 alla rete elettrica 9 in un punto di scambio 23.
Il convertitore a commutazione 19 può comprendere un ponte di interruttori pilotati come, ad esempio, IGBT, MOSFET di potenza o altri oppure può comprendere un ponte di diodi.
Il convertitore a commutazione 21 può comprendere un ponte di interruttori pilotati come, ad esempio, IGBT, MOSFET di potenza o altri.
Il dispositivo di controllo 8 comprende un’unità di controllo 30 accoppiata al convertitore a commutazione 19 per controllare il convertitore a commutazione 19, e un’unità di controllo 31 accoppiata al convertitore a commutazione 21 per controllare il convertitore a commutazione 21.
In particolare, l’unità di controllo 30 à ̈ accoppiata alla macchina elettrica 6 per controllare le dette quantità elettriche statoriche.
L’impianto eolico 1 comprende un blocco di misura 35 accoppiato alla macchina elettrica 6 per rilevare dette quantità elettriche statoriche. In particolare, il blocco di misura 35 à ̈ accoppiato alla linea di trasmissione multifase 18 per rilevare le dette quantità elettriche statoriche.
L’unità di controllo 30 à ̈ accoppiata al blocco di misura 35 per ricevere le quantità elettriche statoriche.
In particolare, le quantità elettriche statoriche sono correnti statoriche ISche scorrono lungo la linea di trasmissione multifase 18.
Il blocco di misura 35 comprende un sensore di velocità 40 accoppiato al rotore 11 della macchina elettrica 6 per rilevare la velocità angolare e la posizione del rotore 11, il sensore di velocità 40 può essere ad esempio un encoder. Inoltre, il sensore di velocità 40 à ̈ atto a fornire anche la posizione del rotore 11.
L’unità di controllo 30 à ̈ accoppiata al blocco di misura 35 per ricevere le correnti statoriche IS, la velocità e la posizione del rotore 11. Inoltre, l’unità di controllo 30 riceve dal dispositivo di controllo 8 un riferimento di coppia desiderata Cdcalcolato in base a vari parametri dell’impianto eolico 1 e definito per massimizzare il rendimento dell’impianto eolico 1 stesso.
L’unità di controllo 30 agisce sul convertitore a commutazione 19 in base alle correnti statoriche ISrilevate, alla velocità del rotore 11 rilevata, alla posizione del rotore 11 rilevata e al riferimento di coppia desiderata Cdin modo che la macchina elettrica 6 esibisca una coppia resistente Cruguale alla coppia desiderata Cd. In altre parole, l’unità di controllo 30 agisce con un controllo denominato controllo in corrente.
In una forma di attuazione alternativa alla presente invenzione le correnti statoriche ISe/o la velocità del rotore 11 e/o la posizione del rotore 11 non sono rilevate ma sono stimate con metodi di calcolo.
L’impianto eolico 1 comprende un blocco di misura 36 accoppiato alla rete elettrica 9 per misurare quantità elettriche della rete elettrica 9.
In particolare, le quantità elettriche della rete elettrica 9 sono correnti di linea Ilinche scorrono lungo la linea di trasmissione multifase 22. I blocchi di misura 36 forniscono ampiezza e fase delle correnti di linea Ilin.
L’unità di controllo 31 à ̈ accoppiata al blocco di misura 36 per ricevere ampiezza e fase delle correnti di linea Ilin.
L’impianto eolico 1 comprende un blocco di misura 37 accoppiato alla macchina elettrica 6 per misurare una tensione statorica VSdella macchina elettrica 6, in particolare una tensione statorica VSconcatenata; un blocco di misura 38 accoppiato alla rete elettrica 9 per misurare una tensione di linea Vlindella rete elettrica 9, in particolare una tensione di linea Vlinconcatenata; e un blocco di misura 39 accoppiato al circuito di connessione in corrente continua per misurare una tensione continua VDCdel circuito di connessione in corrente continua 20.
L’impianto eolico 1 comprende un’unità di controllo 32 accoppiata al blocco di misura 37 per ricevere la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6, al blocco di misura 38 per ricevere la misura della tensione di linea Vlindella rete elettrica 9, e al blocco di misura 39 per ricevere la misura della tensione continua VDCdel circuito di connessione in corrente continua 20.
Inoltre, l’unità di controllo 32 à ̈ accoppiata all’unità di controllo 31 per fornire una stringa di comando Sc all’unità di controllo 31 definita in base alla tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 e alla tensione statorica VSdella macchina elettrica 6.
In maggior dettaglio, la stringa di comando Sccomprende un valore logico che indica la tensione maggiore tra la tensione statorica VSe la tensione di linea Vlin, il valore di tensione della tensione statorica VS; e il valore di tensione di linea Vlin.
In particolare, l’unità di controllo 32 invia la stringa di comando Sc all’unità di controllo 31. L’unità di controllo 31 agisce sul convertitore a commutazione 21 in base alle quantità elettriche della rete elettrica 9, cioà ̈ alle correnti di linea Ilin, e alla stringa di comando Sc che, a sua volta, à ̈ determinata in base alla tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 e alla tensione statorica VSdella macchina elettrica 6.
In maggior dettaglio, l’unità di controllo 31 agisce in modo che la tensione Vdcsui circuiti di connessione in corrente continua 20 sia, in ogni istante di tempo, proporzionale alla tensione che risulta maggiore tra la tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 e la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6.
In altre parole, quando la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 à ̈ maggiore della tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 (VS> Vlin), l’unità di controllo 32 fornisce all’unità di controllo 31 la stringa di comando Sc, che indica la tensione maggiore fra la tensione statorica VSdella macchina elettrica 9 e la tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 e i rispettivi valori. L’unità di controllo 31 agisce in base al valore delle quantità elettriche della rete elettrica 9, cioà ̈ in base alla corrente statorica Ise in base al valore di tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 e al valore della tensione di linea Vlindella rete elettrica 9. L’unità di controllo 31 agisce sul convertitore a commutazione 21 in modo che la tensione continua Vdcsui circuiti di collegamento in corrente continua 20 sia proporzionale alla tensione statorica VSdella macchina elettrica 9 secondo un coefficiente predefinito. In questo caso (VS> Vlin), il convertitore a commutazione 21 à ̈ controllato in modo da convertire la tensione di linea Vlinalternata della rete elettrica 9 in tensione continua Vdce viceversa. Sempre in questo caso, inoltre, il convertitore a commutazione 21 opera in modo che la tensione continua Vdcsia proporzionale alla tensione statorica VSdella macchina elettrica 9, preferibilmente il valore à ̈ pari a 2 per il valore di picco della tensione statorica VSdella macchina elettrica 6. Il convertitore a commutazione 21 opera quindi come convertitore AC/DC e come elevatore di tensione.
Quando invece la tensione di linea Vlindella rete elettrica 9 à ̈ maggiore della tensione statorica VSdella macchina elettrica 6, l’unità di controllo 32 invia il segnale di comando Sc il quale indica la condizione Vlin> VSe il valore della tensione di linea Vlindella rete elettrica 9. In questo caso, l’unità di controllo 31 agisce in base alle quantità elettrica della rete elettrica 9, cioà ̈ alla corrente Ilindi linea e alla tensione di linea Vlindella rete elettrica 9, in modo che la tensione continua Vdcsui circuiti di connessione in corrente continua 20 sia proporzionale alla tensione di linea Vlindella rete elettrica 9. Preferibilmente il valore della tensione Vdccontinua à ̈ pari a 2 per il valore della tensione di linea Vlindella rete elettrica 9.
Secondo una variante della presente invenzione, il blocco di misura 37 per rilevare la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 à ̈ omesso e l’unità di controllo 32 à ̈ accoppiata al sensore di velocità 40 del rotore 11. L’unità di controllo 32 agisce in base alla velocità del rotore 40 della macchina elettrica 6, in particolare dalla velocità del rotore 11 ricava la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 e agisce come descritto precedentemente.
Secondo una variante della presente invenzione illustrata nella figura 3, l’unità di controllo 32 à ̈ accoppiata all’unità di controllo 30 per controllare, attraverso un segnale di controllo Sd, l’unità di controllo 30 in modo che la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 sia minore o uguale alla tensione di linea Vlin. In maggior dettaglio, l’unità di controllo 30 agisce sul convertitore a commutazione 19 con un controllo in corrente in base al riferimento di coppia desiderata Cde al segnale di controllo Sd. In maggior dettaglio, l’unità di controllo 30 modifica il controllo in corrente descritto in precedenza con riferimento alla figura 2, al fine di abbassare la tensione statorica VSad un valore indicato dal segnale di controllo Sd. L’unità di controllo 30 abbassa la tensione statorica VSdiminuendo un flusso magnetico della macchina elettrica 6.
Secondo una variante della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, il blocco di misura per rilevare la tensione statorica della macchina elettrica à ̈ omesso e l’impianto eolico comprende un gruppo stimatore accoppiato all’unità di controllo per fornire un valore stimato della tensione statorica della macchina elettrica. L’unità di controllo agisce come descritto precedentemente.
Secondo una variante della presente invenzione, le quantità elettriche statoriche sono le tensioni statoriche VSe le quantità elettriche della rete elettrica 9 sono tensioni di linea Vlindella rete elettrica 9. Di conseguenza, le unità di controllo 30 e 31 agiscono rispettivamente in base alle tensione statoriche VSe alle tensioni di linea Vlindella rete elettrica 9 al posto delle correnti statoriche ISe della correnti di linea Ilin.
Secondo una variante della presente invenzione, non illustrata nelle figure allegate, l’impianto eolico comprende un'altra macchina elettrica accoppiata al mozzo dell’impianto eolico e al convertitore a commutazione 19.
Secondo una variante della presente invenzione, non illustrata nelle figure allegate, l’impianto eolico comprende un’altra macchina elettrica accoppiata al mozzo dell’impianto eolico e un altro convertitore a commutazione accoppiato all’altra macchina elettrica e al circuito di connessione in corrente continua.
Secondo una variante della presente invenzione, non illustrata nelle figure allegate, l’impianto eolico comprende un’altra macchina elettrica accoppiata al mozzo dell’impianto eolico, e un altro gruppo di trasmissione elettrica accoppiato all’altra macchina elettrica e alla rete elettrica.
Grazie alla presente invenzione, la tensione continua Vdcà ̈ costantemente proporzionale a una fra la tensione statorica VSdella macchina elettrica 6 e la tensione di linea Vlindella rete elettrica 9, secondo le condizioni operative. Di conseguenza, à ̈ possibile mantenere vicino a un valore ideale il rapporto fra la tensione continua Vdce la tensione statorica VSe il rapporto tra la tensione continua Vdce la tensione di linea Vlin. Questo determina minori perdite di commutazione dovute a tensioni minori su componenti dei convertitori a commutazione 19 e 21 per qualunque tecnica di modulazione a larghezza di impulso utilizzata. Negli impianti noti, invece, la tensione continua VDCnon viene controllata e il suo valore viene definito una volta per tutte in base ai valori massimi previsti per la tensione statorica VSe per la tensione di linea Vlin. In condizioni di esercizio, tuttavia, la tensione statorica VSe la tensione di linea Vlinsi discostano quasi sempre dai valori massimi previsti, influenzando negativamente le perdite di commutazione.
L’impianto eolico 1 permette quindi di ridurre in media la potenza dissipata per almeno uno tra il convertitore a commutazione 19 e il convertitore a commutazione 21.
Inoltre, nella tecnica di modulazione a larghezza di impulso discontinua, tali rapporti determinano il numero di commutazioni e le perdite di commutazione dei convertitori a commutazione 19 e 21. Il fatto che i rapporti fra tensione continua e tensione statorica e fra tensione continua Vdce tensione di linea Vlinsiano favorevoli permette di ridurre anche il numero di commutazioni, migliorando ulteriormente la dissipazione di potenza dovuta a perdite di commutazione per almeno uno tra il convertitore a commutazione 19 e il convertitore a commutazione 21. Risulta infine evidente che all’impianto e al metodo qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto eolico per la produzione e l’erogazione di energia elettrica a una rete elettrica; l’impianto eolico (1) comprendendo: un gruppo pale (5); almeno una macchina elettrica (6) comprendente uno statore (10), e un rotore (11) accoppiato al gruppo pale (5) per generare energia elettrica; un primo convertitore a commutazione (19) accoppiato alla macchina elettrica (6) per controllare quantità elettriche statoriche (IS; VS); un secondo convertitore a commutazione (21) accoppiato alla rete elettrica (9); e un circuito di connessione in corrente continua (20) per accoppiare il primo convertitore a commutazione (19) al secondo convertitore a commutazione (21); l’impianto eolico (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo (8), configurato per controllare, attraverso almeno uno fra il primo e il secondo convertitore a commutazione (19, 21), una tensione continua (Vdc) sul circuito di connessione in corrente continua (20) in funzione di un parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) indicativo della tensione statorica (Vs) della macchina elettrica (6), e di una grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin) della rete elettrica (9).
  2. 2. Impianto eolico secondo la rivendicazione 1, in cui le quantità elettriche statoriche sono correnti statoriche (IS), e il primo convertitore a commutazione (19) à ̈ configurato per controllare le correnti statoriche (IS) in base ad un riferimento di coppia desiderata (Cd) in modo che la macchina elettrica (6) esibisca una coppia resistente (Cr) uguale al riferimento di coppia desiderata (Cd).
  3. 3. Impianto eolico secondo la rivendicazione 1, in cui le quantità elettriche statoriche sono tensioni statoriche (VS), e il primo convertitore a commutazione (19) à ̈ configurato per controllare le tensioni statoriche (VS) in base ad un riferimento di coppia desiderato (Cd) in modo che la macchina elettrica (6) esibisca una coppia resistente (Cr) uguale al riferimento di coppia desiderata (Cd).
  4. 4. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il secondo convertitore a commutazione (21) Ã ̈ controllato dal dispositivo di controllo (8) per mantenere la tensione continua (Vdc) proporzionale alla tensione statorica (VS), quando la tensione statorica (VS) Ã ̈ maggiore della tensione di linea (Vlin) della rete elettrica (9), e proporzionale alla tensione di linea (Vlin), quando la tensione di linea (Vlin) Ã ̈ maggiore della tensione statorica (VS).
  5. 5. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di controllo (8) comprende: una prima unità di controllo (30) configurata per controllare il primo convertitore a commutazione (19); una seconda unità di controllo (31) configurata per controllare il secondo convertitore a commutazione (21); un primo blocco di misura (37) per rilevare il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) indicativo della tensione statorica (VS); e un secondo blocco di misura (38) per rilevare la grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin); e in cui la seconda unità di controllo (31) à ̈ accoppiata al primo blocco di misura (37), per ricevere il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6), e al secondo blocco misura (38), per ricevere la grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin) delle rete elettrica (9); ed à ̈ configurata per controllare la tensione continua (Vdc) attraverso il secondo convertitore a commutazione (21) in base al parametro di funzionamento ricevuto e alla grandezza ricevuta indicativa della tensione di linea (Vlin) delle rete elettrica (9).
  6. 6. Impianto eolico secondo la rivendicazione 5, in cui il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) Ã ̈ la tensione statorica (VS) e il primo blocco di misura (37) Ã ̈ uno strumento di misura per rilevare la tensione statorica (VS).
  7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 5, in cui il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) à ̈ una velocità del rotore (11) e il primo blocco di misura (37) à ̈ un sensore di velocità (40) accoppiato al rotore (11) della macchina elettrica (6) per rilevare la velocità del rotore (11).
  8. 8. Impianto eolico secondo la rivendicazione 6, in cui il secondo convertitore a commutazione (21) à ̈ accoppiato al primo blocco di misura (37) per ricevere la tensione statorica (VS) ed à ̈ accoppiato al secondo blocco di misura (38) per ricevere la grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin) della rete elettrica (9).
  9. 9. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di controllo (8) Ã ̈ configurato per controllare il primo convertitore a commutazione (19) in modo che la tensione statorica (VS) sia minore o uguale alla tensione di linea (Vlin).
  10. 10. Metodo di controllo di un impianto eolico per la generazione di energia elettrica, l’impianto eolico (1) comprendendo: un gruppo pale (5); almeno una macchina elettrica (6) comprendente uno statore (10), e un rotore (11) accoppiato al gruppo pale (5) per generare energia elettrica; un primo convertitore a commutazione (19) accoppiato alla macchina elettrica (6) per controllare quantità elettriche statoriche (VS; IS); un secondo convertitore a commutazione (21) accoppiato alla rete elettrica (9); e un circuito di connessione in corrente continua (20) per accoppiare il primo convertitore a commutazione (19) al secondo convertitore a commutazione (21); il metodo comprendendo controllare, attraverso almeno uno fra il primo e il secondo convertitore a commutazione (19, 21), una tensione continua (Vdc) sul circuito di connessione in corrente continua (20) in funzione di un parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) indicativo della tensione statorica (VS) della macchina elettrica (6) e in funzione di una grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin) della rete elettrica (9).
  11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente controllare il secondo convertitore a commutazione (21) per mantenere la tensione continua (Vdc) proporzionale alla tensione statorica (VS), quando la tensione statorica (VS) Ã ̈ maggiore della tensione di linea (Vlin) della rete elettrica (9), e proporzionale alla tensione di linea (Vlin) quando la tensione di linea (Vlin) Ã ̈ maggiore della tensione statorica (VS) della macchina elettrica (6).
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 10 o 11, comprendente rilevare il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) indicativo della tensione statorica (VS), e la grandezza indicativa della tensione di linea (Vlin); e controllare la tensione continua (Vdc) attraverso il secondo convertitore a commutazione (21) in base al parametro di funzionamento ricevuto e alla grandezza rilevata indicativa della tensione di linea (Vlin).
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) Ã ̈ la tensione statorica (VS) della macchina elettrica (6).
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui il parametro di funzionamento della macchina elettrica (6) à ̈ la velocità del rotore (11).
  15. 15. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 10 a 14, comprendente la fase di controllare il primo convertitore a commutazione (19) in modo che la tensione statorica (VS) sia minore o uguale alla tensione di linea (Vlin).
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