BRPI0618506A2 - conversores de potência - Google Patents

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BRPI0618506A2
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inverter
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BRPI0618506-1A
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Jones Rodney
Brian Brogan Paul
Grondahl Erik
Stiesdal Henrik
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Converteam Ltd.
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Abstract

CONVERSORES DE POTêNCIA A presente invenção provê um conversor de potência que pode ser usado para a criação de uma interface com um gerador (4) que provê uma voltagem variável a uma frequência variável para uma rede de suprimento operando auma voltagem nominalmente fixa e a uma frequência nominalmente fixa e incluindo recursos que permitem que o conversor de potência permaneça conectado à rede de suprimento e retenha o controle durante uma falha de rede de suprimento e condições transientes. O conversor de potência inclui uma ponte de gerador (10) eletricamente conectada ao estator do gerador (4) e uma ponte de rede (14) . Uma ligação dc (12) é conectada entre a ponte de gerador (10) e a ponte de rede (14) .Um filtro (16) tendo terminais de rede é conectado entre a ponte de rede (14) e a rede de suprimento. Um primeiro controlador (18) é provido para controle da operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor da ponte de rede (14) . De modo similar, um segundo controlador (46) é provido para controle da operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor da ponte de rede (14). O primeiro controlador (18) usa um sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor da ponte de gerador (10) para a obtenção do nível desejado da voltagem de ligação dc que corresponde ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*). O segundo controlador (46) usa um sinal de demanda de potência (P*) indicativo do nível de potência a ser transferida a partir da ligação dc para a rede de suprimento através da ponte de rede (14) , e um sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) para controle dos dispositivos de comutaçao de potência de semicondutor da ponte de rede (14) para a obtenção dos níveis desejados de potência e voltagem que correspondem aos sinais de demanda de potência e de voltagem (p* e VTURB*).

Description

CONVERSORES DE POTENCIA
DESCRIÇÃO
Campo Técnico
A presente invenção se refere a conversores de potência e, em particular, a conversores de potência que podem ser usados para se criar uma interface de geradores provendo uma voltagem variável a uma freqüência variável com uma rede de potência ou rede de suprimento a uma voltagem nominalmente fixa e freqüência. A presente invenção também inclui recursos que permitem que os conversores de potência permaneçam conectados à rede de suprimento e retenha um controle durante condições de falha e transiente de rede. Os conversores de potência são particularmente adequados para uso com, mas não restritos a geradores que são acionados por turbinas de vento.
Técnica Antecedente
É possível converter energia eólica em energia elétrica pelo uso de uma turbina de vento para acionamento do rotor de um gerador, diretamente ou por meio de uma caixa de transmissão. A freqüência AC que é desenvolvida nos terminais de estator do gerador (a "voltagem de estator") é diretamente proporcional à velocidade de rotação do rotor. A voltagem nos terminais de gerador também varia como uma função da velocidade e, dependendo do tipo em particular de gerador, do nível de fluxo. Para uma captura de energia ótima, a velocidade de rotação do eixo de saída da turbina de vento variará de acordo com a velocidade do vento acionando as lâminas de turbina. Para limitação da captura de energia em velocidades altas de vento, a velocidade de rotação do eixo de saída é controlada pela alteração do passo das lâminas de turbina. A combinação da voltagem e da freqüência variáveis do gerador com a voltagem nominalmente constante e a freqüência da rede de potência pode ser obtida pelo uso de um conversor de potência.
A Patente U.S. N° 5083039 descreve uma turbina de vento de velocidade variável em que o eixo de rotação da turbina de vento é usado para acionamento do rotor de um gerador de indução AC. Um conversor de potência é usado para se ter uma interface da saída de gerador com uma rede de potência. O conversor de potência inclui dispositivos de comutação de potência de semicondutor ativos que controlam as quantidades elétricas de estator em cada fase de gerador. Um dispositivo de comando de torque é usado para a derivação de um sinal de demanda de torque indicativo de um torque desejado. Um controlador de gerador opera sob um controle de orientação de campo e responde ao sinal de demanda de torque para a definição de uma corrente de eixo em quadratura que representa o torque em coordenadas de campo de rotação normais ao campo de fluxo de rotor. Os dispositivos de comutação de potência de semicondutor ativos então são controlados pelo controlador de gerador usando-se um circuito de modulação de largura de pulso para a produção de quantidades elétricas de estator que correspondem à corrente de eixo em quadratura desejada. Um controlador de inversor regula a corrente de saída para suprimento de uma potência AC multifásica tendo correntes de entrada ou retardamento em um ângulo especificado por um sinal de controle de fator de potência. Neste arranjo, uma perda de voltagem de rede durante um mergulho de suprimento leva a uma perda de controle da voltagem de ligação DC. Conseqüentemente, a capacidade de controlar a corrente reativa que é essencial para funções de suporte de voltagem demandadas pelos códigos de rede também é perdida.
A . Patente U.S. N° 5225712 expande o princípio estabelecido acima para incluir um controle de potência reativa ou um controle de ângulo de fator de potência como uma função de um comutador de modo. De uma maneira similar, o esquema de controlador de ponte inversora da Patente U.S. N° 5225712 é unicamente responsável pela regulagem da voltagem de ligação dc. Ambos os esquemas, portanto, sofrem da desvantagem de durante a situação em que a voltagem de rede é perdida, então, o controle de voltagem de ligação dc e a capacidade de controlar a corrente reativa durante o mergulho de voltagem também serem perdidos.
Sumário da Invenção
A presente invenção tem por objetivo pelo menos reduzir os problemas acima e as desvantagens pela provisão de um conversor de potência que pode ser usado para se ter uma interface de um gerador que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável com uma rede de suprimento operando a uma válvula nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência compreendendo:
um primeiro retificador/inversor ativo eletricamente conectado ao estator do gerador e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
um segundo retificador/inversor ativo incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
uma ligação dc conectada entre o primeiro retificador /inversor ativo e o segundo retificador/inversor ativo;
um filtro conectado entre o segundo
retificador/inversor ativo e a rede de suprimento, o filtro incluindo terminais de rede;
um primeiro controlador para o primeiro retificador/inversor ativo; e
um segundo controlador para o segundo retificador/inversor ativo;
onde o primeiro controlador usa um sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a obtenção do nível desejado de voltagem de ligação dc que corresponde ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc; e
onde o segundo controlador usa um sinal de demanda de potência indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc para a rede de suprimento através do segundo retificador/inversor ativo, e um sinal de demanda de voltagem indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a obtenção dos níveis desejados de potência e voltagem que correspondem aos sinais de demanda de potência e de voltagem.
O conversor de potência pode ser usado para se ter uma interface do gerador com a rede de suprimento durante condições de operação normais, mas também inclui recursos que permitem que ele opere em situações em que a voltagem de rede de suprimento é variável devido à falhas de rede ou transientes na rede de suprimento. Mais particularmente, o segundo controlador pode usar uma medida da voltagem de rede de suprimento para a determinação dos limites sobre a potência que pode ser exportada a partir do segundo retificador/inversor ativo, quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal e também pode usar a medida da voltagem de rede de suprimento para a determinação do nível de corrente que é para ser provido a partir do segundo retificador/inversor ativo para a rede de suprimento, quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal.
O gerador pode ser um gerador linear ou rotativo de qualquer tipo adequado. Os exemplos incluiriam um gerador de indução ou um gerador síncrono excitado por quaisquer meios adequados, tais como ímãs permanentes ou convencionais ou enrolamentos de campo de supercondução. No caso de um gerador rotativo, o rotor pode ser conectado a ou acionado pelo eixo de saída de uma turbina ou um movedor primário, tal como uma turbina de vento, uma turbina de marés, uma hidroturbina, um motor de turbina a vapor, um motor a diesel ou um motor de turbina a gás, por exemplo. Um gerador linear poderia ser usado em aplicações que se beneficiassem inerentemente de um movimento alternativo, por exemplo, geradores de potência de onda.
O primeiro controlador preferencialmente usa um sinal de demanda de fluxo indicativo de um nível desejado de fluxo a ser obtido no gerador e converte isto em um sinal de demanda de eixo de corrente contínua para o primeiro retificador/inversor ativo. 0 primeiro controlador então pode usar o sinal de demanda de corrente de eixo contínua para controle da operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de estator que obtém a corrente de eixo contínua desejada para o primeiro retificador/inversor ativo. 0 termo "quantidades elétricas de estator" é usado aqui para uma referência a todas e quaisquer dentre magnitude de voltagem de fase individual, magnitude de corrente de fase individual, fase e freqüência em um gerador multifásico.
A operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor no primeiro retificador/inversor ativo pode ser controlada usando-se sinais de controle de acionamento de porta derivados de acordo com uma estratégia de modulação de largura de pulso convencional. Será prontamente apreciado que vários tipos de estratégia de modulação de largura de pulso podem ser considerados. Em um aspecto preferido da presente invenção com um inversor de fonte de voltagem de dois níveis, então, uma estratégia de modulação de largura de pulso de freqüência fixa pode ser implementada, conforme se segue. Em um processador digital, a exigência de voltagem de saída determinada a partir da combinação de sinais de voltagem de eixo contínua e em quadratura é multiplicada pelo valor de uma forma de onda seno múltipla de três ("triplen") determinada pelo valor do ângulo no qual a voltagem de saída é para ser aplicada para uma dada fase no retificador/inversor ativo. Uma forma de onda seno múltipla de três melhorada é usada para a maximização da voltagem de saída que pode ser obtida nos terminais ac do bloco de retificador/inversor ativo para uma dada voltagem de ligação dc. 0 sinal resultante é comparado com uma forma de onda triangular correndo na freqüência fixada para a determinação dos tempos específicos de comutação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor superior e inferior naquela fase do retificador/inversor ativo. Para se suplantarem quaisquer atrasos de comutação e impedir uma condução simultânea dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor superior e inferior, períodos em branco podem ser impostos nos tempos de comutação específicos entre o dispositivo de comutação de potência de semicondutor superior sendo desligado e o dispositivo de comutação de potência de semicondutor inferior sendo ligado. Períodos em branco correspondentes são impostos entre o dispositivo de comutação de potência de semicondutor inferior sendo desligado e o dispositivo de comutação de potência de semicondutor superior sendo ligado. O mesmo processo é repetido para cada fase do retificador/inversor ativo.
O primeiro controlador preferencialmente converte o sinal de demanda de fluxo em um sinal de demanda de eixo de corrente contínua com referência a uma ou mais características do gerador. As características poderiam incluir os parâmetros de circuito equivalente de gerador e/ou dados de placa de identificação, tais como corrente nominal, voltagem, velocidade, potência e freqüência e dados, tal como a curva de magnetização. A curva de magnetização provê a relação entre o fluxo de estator para o gerador e a corrente de eixo contínua necessária para a obtenção dele. Tipicamente, a curva de magnetização para um gerador mostrará uma relação linear entre o fluxo de estator e a corrente de eixo contínua até um certo nível de fluxo. Contudo, além deste certo nível, pequenos aumentos no fluxo requererão aumentos maiores na corrente de eixo contínua. Esta região não linear está associada à saturação do ferro usado para a formação do circuito magnético do gerador. A curva de magnetização pode ser derivada a partir do processo de teste para o gerador durante sua fabricação ou por testes de injeção de corrente realizados durante a etapa de colocação em atividade do gerador. Esses testes de injeção de corrente podem ser dispostos para serem automáticos, como parte de uma rotina de autocolocação em atividade para a combinação de conversor de potência/gerador.
O primeiro controlador preferencialmente compara o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo. O primeiro controlador então pode controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de estator que obtenham a corrente de eixo em quadratura desejada para o primeiro retificador/inversor ativo.
O segundo controlador pode suprir um sinal de controle que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes para o primeiro controlador. Isto permite que o primeiro controlador compare o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc usando o sinal de controle a partir do segundo controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado. 0 sinal de demanda de corrente de ligação dc limitada pode então ser usado pelo primeiro controlador para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo.
Alternativamente, o primeiro controlador pode suprir um sinal de controle que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes e/ou o sinal de demanda de potência para o primeiro controlador. Isto permite que um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador compare o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a provisão de um sinal de saída que é adicionado ao sinal de controle para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc. 0 sinal de demanda de corrente dc então pode ser usado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo.
O primeiro controlador preferencialmente converte o sinal de demanda de potência indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc para a rede de suprimento através do primeiro retificador/inversor ativo em um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo. 0 segundo controlador então pode controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtenham a corrente de eixo em quadratura desejada para o segundo retificador/inversor ativo. O termo "quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento" é usado aqui para referência a todas e quaisquer dentre magnitude de voltagem de fase individual, magnitude de corrente de fase individual, fase e freqüência em um sistema de retificador/inversor ativo multifásico. O termo "multifásico" se refere tipicamente a trifásico, mas pode incluir outros números de fases. A operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor no segundo retificador/inversor ativo também pode ser controlada usando-se sinais de controle de acionamento de porta derivados de acordo com uma estratégia de modulação de largura de pulso convencional.
O sinal de demanda de potência pode ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura pela divisão do sinal de demanda de potência por um sinal que é derivado da voltagem nos terminais de rede do filtro. Este sinal preferencialmente é a componente de eixo em quadratura da voltagem ac que é derivada a partir da medição de voltagem trifásica no lado de rede do filtro. Alternativamente, o sinal de demanda de potência pode ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura pela divisão do sinal de demanda de potência por uma versão filtrada do sinal que é derivado da voltagem nos terminais de rede do filtro.
O segundo controlador preferencialmente usa um sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada e compara o sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado. 0 sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado então pode ser limitado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo. 0 sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado pode ser limitado para um valor que é determinado por um sinal de limitação que, por sua vez, preferencialmente é derivado a partir do sinal de demanda de potência.
O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado pode ser adicionado a um sinal de alimentação direta de corrente de eixo em quadratura que é derivado a partir dos sinais a seguir: um sinal indicativo da potência do gerador, um sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro e um sinal de ganho que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
O sinal indicativo da potência de gerador pode ser suprido para o segundo controlador a partir do primeiro controlador. Alternativamente, o sinal indicativo da potência de gerador menos a saida de um controlador PI de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador pode ser suprido para o segundo controlador e ser usado pelo segundo controlador apenas durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
O segundo controlador pode modificar o sinal de limitação que é derivado a partir do sinal de demanda de potência, de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes. 0 sinal de limitação pode ser modificado pelo segundo controlador, em resposta a desvios na rede de suprimento das condições de voltagem nominal, por exemplo, durante uma falha de rede de suprimento ou condições transientes. Isto resultará em mudanças de transferência de potência para a rede de suprimento, de modo a se adequar âs exigências de serviço de utilidade de rede de suprimento, tais como suporte de voltagem e/ou freqüência.
A ligação dc pode incluir um capacitor. Neste caso, o conversor de potência ainda pode incluir um sensor de corrente para a medição da corrente fluindo no capacitor e para a provisão de um sinal de saída. 0 sinal de saída do sensor de corrente pode ser subtraído de um sinal derivado de um sinal indicativo da potência de gerador para a provisão de um sinal inferido que é adicionado à saída de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc para o primeiro retificador/inversor ativo. Alternativamente, o sinal de saída do sensor de corrente pode ser subtraído de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador para a provisão de um sinal que é filtrado e adicionado à saída de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc para o primeiro retificador/inversor ativo.
Alternativamente, o conversor de potência ainda pode incluir um sensor de voltagem para a medição da voltagem de ligação dc e provisão de um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc. Também podem ser providos meios para a medição da taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc. 0 valor integral de um controlador PI de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador então pode ser modificado por um fator predeterminado, quando o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc for maior do que um primeiro limite e a taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc for maior do que um segundo limite.
Durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo pode ser derivado a partir de uma versão limitada de taxa de virada de um sinal, que é derivada a partir da classificação de limite de potência do segundo retificador/inversor ativo que é modificada como uma função das condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
O segundo controlador preferencialmente compara o sinal de demanda de voltagem indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro com um sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro, para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo contínua para o segundo retificador/inversor ativo. 0 segundo controlador então pode controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o segundo retificador/inversor ativo.
O segundo controlador pode modificar o sinal de demanda de corrente de eixo contínua de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
O segundo controlador pode modificar um sinal de erro surgindo da diferença entre o sinal de demanda de voltagem indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro e o sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro, de acordo com um sinal derivado do sinal de demanda de corrente de eixo contínua. A finalidade de modificação do sinal de erro de acordo com um sinal derivado do sinal de demanda de corrente de eixo contínua é que uma característica pode ser realizada, a qual pode contribuir para o compartilhamento de corrente entre múltiplos geradores, os quais são conectados a uma rede de suprimento em particular.
O conversor de potência preferencialmente ainda compreende um sensor de velocidade para a derivação de um sinal de velocidade indicativo da velocidade da parte em movimento do gerador (isto é, o rotor, no caso do gerador rotativo e o translador, no caso do gerador linear). Contudo, em alguns casos, o sensor de velocidade pode ser substituído por um sistema observador de velocidade, que usa sinais internos para o primeiro retificador/inversor ativo para a derivação de um sinal de velocidade. O sinal de velocidade (derivado a partir do sensor de velocidade ou do sistema observador de velocidade) então pode ser usado para a derivação do sinal de demanda de potência por uma referência a uma tabela de consulta de um sinal de demanda de potência versus velocidade. A tabela de consulta pode ser combinada com um controlador PI. 0 sinal de velocidade preferencialmente é modificado por uma função de filtro. 0 sinal de velocidade também pode ser modificado por uma segunda função de filtro e multiplicado por um ganho para a provisão de um termo de amortecimento, o qual é adicionado ao sinal de demanda de potência derivado com referência à tabela de consulta, para se proporcionar um sinal de demanda de potência total. As funções de filtro podem ser usadas independentemente ou em conjunto para o amortecimento de quaisquer ressonâncias de eixo ou trem de acionamento, se aplicável.
A presente invenção também provê um arranjo que compreende uma pluralidade de conversores de potência, conforme descrito acima, conectados em conjunto em paralelo a uma rede de suprimento operando em uma voltagem nominalmente fixa e uma freqüência nominalmente fixa por uma conexão em paralelo. 0 sinal de demanda de voltagem indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro de cada conversor de potência preferencialmente é derivado de uma comparação de um sinal de demanda de voltagem de nível de topo e de um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo que é medido no ponto em que a conexão em paralelo é conectada â rede de suprimento.
Cada conversor de potência individual preferencialmente inclui um transformador elevador eletricamente conectado entre o filtro associado e a conexão em paralelo. 0 arranjo também pode incluir um transformador elevador eletricamente conectado entre a conexão em paralelo e a rede de suprimento. O sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo pode ser medido no lado de rede de suprimento ou no lado de conexão em paralelo do transformador elevador eletricamente conectado entre a conexão em paralelo e a rede de suprimento. A vantagem de medição do sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo no lado de rede de suprimento do transformador elevador é que a medição no lado de conexão em paralelo está sujeita a uma regulagem através do transformador elevador. Este efeito de regulagem é eliminado, portanto, se a medição for feita no lado de rede de suprimento.
O conversor de potência é adequado para uso em uma turbina de vento. A presente invenção, portanto, provê uma turbina de vento que compreende um gerador que tem um estator e um rotor, um conjunto de turbina incluindo uma lâmina de turbina ou lâminas de turbina para rotação do rotor do gerador, e um conversor de potência, conforme descrito acima. O conjunto de turbina pode ser integral com o rotor do gerador. Alternativamente, a lâmina ou as lâminas da turbina (três lâminas poderiam ser típicas) são montadas em um eixo rotativo e o rotor do gerador é acoplado ao eixo rotativo. O rotor do gerador pode ser acoplado diretamente ao eixo rotativo ou indiretamente través de uma caixa de transmissão.
Uma pluralidade de turbinas de vento pode ser conectada em conjunto para a formação de uma estação eólica. A presente invenção, portanto, ainda provê uma estação eólica que compreende uma rede de suprimento operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, e uma pluralidade de turbinas de vento, conforme descrito acima. Os respectivos conversores de potência da pluralidade de turbinas de vento são conectados em conjunto em paralelo a uma rede de suprimento por uma conexão em paralelo e o sinal de demanda de voltagem indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro de cada conversor de potência é derivado a partir de uma comparação de um sinal de demanda de voltagem de nível de topo e de um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo que é medido no ponto em que a conexão em paralelo é conectada à rede de suprimento.
Cada turbina de vento individual preferencialmente inclui um transformador elevador eletricamente conectado entre o filtro do conversor de potência associado e a conexão em paralelo. A estação eólica ainda pode compreender um transformador elevador eletricamente conectado entre a conexão em paralelo e a rede de suprimento. O sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo pode ser medido no lado de rede de suprimento ou no lado de conexão em paralelo do transformador elevador eletricamente conectado entre a conexão em paralelo e a rede de suprimento.
A presente invenção ainda provê um método de operação de um conversor de potência, que pode ser usado para se criar uma interface de um gerador que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável para uma rede de suprimento operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência compreendendo:
um primeiro retificador/inversor ativo eletricamente conectado ao estator do gerador e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
um segundo retificador/inversor ativo incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
uma ligação dc conectada entre o primeiro retificador/inversor ativo e o segundo retificador/inversor ativo;
um filtro conectado entre o segundo retificador/inversor ativo e a rede de suprimento, o filtro incluindo terminais de rede;
um primeiro controlador para o primeiro retificador/inversor ativo; e
um segundo controlador para o segundo retificador/inversor ativo;
onde o método compreende as etapas de:
o primeiro controlador usar um sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a obtenção do nível desejado de voltagem de ligação dc que corresponde ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc; e
o segundo controlador usar um sinal de demanda de potência indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc para a rede de suprimento através do segundo retificador/inversor ativo, e um sinal de demanda de voltagem indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a obtenção dos níveis desejados de potência e voltagem que correspondem aos sinais de demanda de potência e de voltagem.
O método pode incluir as etapas adicionais, conforme destacado abaixo.
O segundo controlador pode usar uma medida da voltagem de rede de suprimento para a determinação dos limites sobre a potência que pode ser exportada a partir do segundo retificador/inversor ativo, quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal.
O segundo controlador pode usar a medida da voltagem de rede de suprimento para a determinação do nível de corrente que é para ser provido a partir do segundo retificador/inversor ativo para a rede de suprimento, quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal.
O primeiro controlador pode usar um sinal de demanda de fluxo de um nível desejado de fluxo a ser obtido no gerador, converter o sinal de demanda de fluxo em um sinal de demanda de corrente de eixo contínua para o primeiro retificador/inversor ativo e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de estator que obtenham a corrente de eixo contínua desejada para o primeiro retificador/inversor ativo. A etapa de conversão do sinal de demanda de fluxo no sinal de demanda de corrente de eixo contínua pode ser realizada com referência a uma ou mais características do gerador.
O primeiro controlador pode comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de estator que obtenham a corrente de eixo em quadratura desejada para o primeiro retificador/inversor ativo.
O segundo controlador pode suprir um sinal de controle que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes para o primeiro controlador, durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. O primeiro controlador pode comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc e limitar o sinal de demanda de corrente de ligação dc usando o sinal de controle a partir do segundo controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado. O primeiro controlador então pode usar o sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo, de modo que nenhuma potência seja tirada da rede de suprimento, durante a situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
Alternativamente, o segundo controlador pode suprir um sinal de controle que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes e/ou com o sinal de demanda de potência para o primeiro controlador. Um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador então pode comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc, para a provisão de um sinal de saída que é adicionado ao sinal de controle para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc. O sinal de demanda de corrente de ligação dc então pode ser usado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o primeiro retificador/inversor ativo.
O segundo controlador pode converter o sinal de demanda de potência indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc para a rede de suprimento através do segundo retificador/inversor ativo para um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtenham a corrente de eixo em quadratura desejada para o segundo retificador/inversor ativo.
A etapa acima de conversão do sinal de demanda de potência para o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura pode ser realizada pela divisão do sinal de demanda de potência por um sinal que é derivado da voltagem nos terminais de rede do filtro. Alternativamente, o sinal de demanda de potência pode ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura pela divisão do sinal de demanda de potência por uma versão filtrada do sinal que é derivado da voltagem nos terminais de rede do filtro.
O segundo controlador pode usar um sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada, comparar o dado de ilustração decodificado de voltagem de ligação dc adicional com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado e limitação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado com um valor determinado por um sinal de limitação que é derivado do sinal de demanda de potência para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo, durante a partida e a condição de operação normal do conversor de potência.
O método ainda pode compreender a etapa de adição do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura ilimitado a um sinal de alimentação direta de corrente de eixo em quadratura que é derivado a partir dos sinais a seguir: um sinal indicativo da potência do gerador, um sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro e um sinal de ganho que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
O sinal indicativo da potência de gerador pode ser suprido para o segundo controlador a partir do primeiro controlador. Alternativamente, o sinal indicativo da potência de gerador menos a saída de um controlador PI de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador pode ser suprido para o segundo controlador e ser usado pelo segundo controlador apenas durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
O segundo controlador pode modificar o sinal de limitação que é derivado a partir do sinal de demanda de potência, de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes em uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. 0 uso da palavra "mergulho" nesta descrição em relação a situações de mergulho de rede de suprimento se refere a uma situação em que a voltagem de rede de suprimento é reduzida abaixo de seu valor nominal, como resultado de condições de falha de rede simétricas ou assimétricas.
A ligação dc pode incluir um capacitor e o conversor de potência ainda pode incluir um sensor de corrente para a medição da corrente fluindo no capacitor e para a provisão de um sinal de saída. Neste caso, o método ainda pode compreender as etapas de subtração do sinal de saída do sensor de corrente de um sinal derivado de um sinal indicativo da potência de gerador para a provisão de um sinal inferido que é adicionado à saída de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc para o primeiro retificador/inversor ativo. Alternativamente, o método ainda pode compreender as etapas de subtração do sinal de saída do sensor de corrente de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador para a provisão de um sinal que é filtrado e adicionado à saída de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc para o primeiro retificador/inversor ativo.
Alternativamente, o conversor de potência ainda pode incluir um sensor de voltagem para a medição da voltagem de ligação dc e provisão de um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc. Neste caso, o método ainda pode compreender as etapas de modificação do valor integral de um controlador PI de um controlador de voltagem de ligação dc do primeiro controlador por um fator predeterminado, quando o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc for maior do que um primeiro limite e a taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc for maior do que um segundo limite.
Em uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura para o segundo retificador/inversor ativo pode ser derivado a partir de uma versão limitada de taxa de virada de um sinal, que é derivada a partir da classificação de limite de potência do segundo retificador/inversor ativo que é modificada como uma função das condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
0 segundo controlador pode comparar o sinal de demanda de voltagem indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro com um sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro, para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo contínua para o segundo retificador/inversor ativo e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o segundo retificador/inversor ativo.
O segundo controlador pode modificar o sinal de demanda de corrente de eixo contínua de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
O segundo controlador pode modificar um sinal de erro surgindo da diferença entre o sinal de demanda de voltagem indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro e o sinal de retroalimentação de voltagem medido nos terminais de rede do filtro, de acordo com um sinal derivado do sinal de demanda de corrente de eixo contínua.
Um sinal de velocidade indicativo da velocidade da parte em movimento do gerador pode ser derivado e usado para a derivação do sinal de demanda de potência. O sinal de velocidade pode ser modificado por uma ou mais funções de filtro, as quais também podem ser usadas para a provisão de amortecimento de quaisquer ressonâncias de eixo ou de trem de acionamento.
O sinal de demanda de potência pode ser derivado a partir de uma tabela de consulta ou de uma função matemática em que o sinal de velocidade modificado forma um ponteiro para a tabela de consulta ou um valor para o qual a função matemática é calculada. O sinal de demanda de potência também pode ser somado com um sinal derivado a partir de uma versão filtrada do sinal de velocidade.
A presente invenção também provê um método de operação de uma pluralidade de conversor de potência, conforme descrito acima, conectados em conjunto em paralelo a uma rede de suprimento operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa por uma conexão em paralelo, o método compreendendo a etapa de derivação do sinal de demanda de voltagem indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro de cada conversor de potência a partir de uma comparação do sinal de demanda de voltagem de nível de topo e de um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo que é medido no ponto em que a conexão em paralelo é conectada à rede de suprimento. 0 método também pode compreender a etapa de medição do sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo no lado de rede de suprimento ou no lado de conexão em paralelo do transformador elevador eletricamente conectado entre a conexão em paralelo e a rede de suprimento.
A presente invenção também provê um método de operação de uma turbina de vento, que compreende um gerador que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável e tem um estator e um rotor, um conjunto de turbina que inclui pelo menos uma lâmina para rotação do rotor do gerador, e um conversor de potência que tem uma interface com o gerador para uma rede de suprimento operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência compreendendo:
um primeiro retificador/inversor ativo eletricamente conectado ao estator do gerador e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
um segundo retificador/inversor ativo incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor;
uma ligação dc conectada entre o primeiro retificador/inversor ativo e o segundo retificador/inversor ativo;
um filtro conectado entre o segundo
retificador/inversor ativo e a rede de suprimento, o filtro incluindo terminais de rede;
um primeiro controlador para o primeiro retificador/inversor ativo; e
um segundo controlador para o segundo retificador/inversor ativo;
onde em resposta a uma mudança na velocidade do vento o método compreende as etapas de:
controle do segundo retificador/inversor ativo para mudança do nível de potência exportado da ligação dc, de modo que a voltagem de ligação dc mude de um nível desejado; e
controle do primeiro retificador/inversor ativo (10) para importar uma corrente suficiente para a ligação dc através da ponte de gerador a partir do gerador para restauração da voltagem de ligação dc para o nível desejado. Desenhos
A Figura Γ é um desenho esquemático que mostra como um conversor de potência de acordo com a presente invenção é usado para se ter uma interface entre uma turbina de vento acionando um gerador de velocidade variável e uma rede de potência de freqüência fixa;
a Figura 2 é um desenho esquemático que mostra maiores detalhes do controle de ligação dc para a ponte de gerador (retificador ativo) da Figura 1;
a Figura 3 é um desenho esquemático que mostra maiores detalhes do controle de corrente para a ponte de gerador (retificador ativo) da Figura 1;
a Figura 4 é um desenho esquemático que mostra maiores detalhes do controle de potência para a ponte de rede (inversor) da Figura 1;
a Figura 5 é um desenho esquemático que mostra maiores detalhes do controle de corrente para a ponte de rede (inversor) da Figura 1;
a Figura 6 é um desenho esquemático que mostra como um número de conversor de potência de acordo com a presente invenção pode ser conectado em conjunto em paralelo com a rede de suprimento para a formação de uma estação eólica;
a Figura 7 é um desenho esquemático que mostra um controle de voltagem de estação eólica geral;
a Figura 8 é um desenho esquemático que mostra como um conversor de potência alternativo de acordo com a presente invenção é usado para se ter uma interface entre uma turbina de vento acionando um gerador de velocidade variável e uma rede de potência de freqüência fixa;
a Figura 9 é um desenho esquemático que mostra mais detalhes da voltagem de ligação dc e dos controles de corrente subordinados para a ponte de gerador (retificador ativo) da Figura 8;
a Figura 10 é um desenho esquemático que mostra mais detalhes do controle de potência, do controle de voltagem de rede e dos controles de corrente subordinados para a ponte de rede (inversor) da Figura 8;
a Figura 11 é um desenho esquemático que mostra como um segundo conversor de potência alternativo de acordo com a presente invenção é usado para se ter uma interface entre uma turbina de vento acionando um gerador de velocidade variável e uma rede de potência de freqüência fixa;
a Figura 12 é um desenho esquemático que mostra mais detalhes de uma primeira opção para o controle de ligação dc para a ponte de gerador (retificador ativo) da Figura 11;
a Figura 13 é um desenho esquemático que mostra mais detalhes do controle de potência para a ponte de rede (inversor) da Figura 11; e
a Figura 14 é um desenho esquemático que mostra mais detalhes de uma segunda opção para o controle de ligação dc para a ponte de gerador (retificador ativo) da Figura 11. Topologia de conversor de potência
A topologia básica do conversor de potência será destacada com referência à Figura 1.
O conversor de potência é usado para se ter uma interface entre uma turbina de vento 2 que aciona um gerador de indução ac de velocidade variável 4 e uma rede de potência de freqüência nominalmente fixa (rotulada REDE). A turbina de vento tipicamente inclui três lâminas de turbina (uma lâmina de turbina ou duas lâminas de turbina ou mais do que três lâminas de turbina também são possíveis) montadas em um eixo de.rotação e cujo passo pode ser controlado por meio de um atuador de passo, de modo a se otimizar e/ou limitar a captura de energia eólica no gerador 4. Uma caixa de transmissão 8 é usada para conexão do eixo de rotação ao rotor do gerador de velocidade variável 4. Em alguns casos, o eixo de rotação pode ser conectado diretamente ao rotor do gerador de velocidade variável. Isto significa que a velocidade de rotação do rotor varia como uma função da velocidade do vento e que a freqüência da voltagem desenvolvida no estator do gerador 4 (a "freqüência de estator") pode variar, portanto, por faixas amplas. Várias turbinas de vento, conforme representado pela totalidade da Figura 1, podem ser conectadas em conjunto para a definição de uma estação eólica.
Os terminais do gerador 4 são conectados aos terminais ac de uma ponte de gerador trifásico 10, a qual em operação normal opera como um retificador ativo para suprimento de potência para uma ligação dc 12. A ponte de gerador 10 tem uma topologia de dois níveis trifásica convencional com uma série de dispositivos de comutação de potência de semicondutor plenamente controlados e regulados usando-se uma estratégia de modulação de largura de pulso. Contudo, na prática a ponte de gerador 10 pode ter qualquer topologia adequada, tal como uma topologia grampeada de ponto neutro de três níveis ou uma topologia de nível múltiplo (arranjo de Foch-Maynard, por exemplo). A derivação dos sinais de comando de acionamento de porta que são usados para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor é descrita em maiores detalhes abaixo.
A voltagem de saída dc da ponte de gerador 10 é alimentada para os terminais dc de uma ponte de rede 14, a qual em operação normal opera como um inversor. 0 controle principal para a voltagem de saída dc é obtido pelo controle da ponte de gerador 10. A ponte de rede 14 tem uma topologia de dois níveis trifásica similar à ponte de gerador 10 com uma série de dispositivos de comutação de potência de semicondutor plenamente controlados e regulados usando-se uma estratégia de modulação de largura de pulso. Contudo, na prática, a ponte de rede 14 pode ter qualquer topologia adequada, conforme discutido acima para a ponte de gerador 10. A ponte de rede 14 é controlada para se adequar a dois objetivos principais, especificamente, uma potência ativa e uma voltagem de rede. Uma descrição detalhada de como este controle é obtido é provida abaixo. A derivação dos sinais de comando de acionamento de porta que são usados para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor também é descrita em maiores detalhes abaixo.
Conforme descrito aqui, uma retificação ativa (como o modo primário de operação da ponte de gerador 10) é a conversão de energia dos terminais ac da ponte de gerador trifásico na ligação dc e uma inversão (como o modo primário de operação da ponte de rede 14) é a conversão da energia da ligação dc da ponte de rede trifásica para seus terminais ac. Contudo, será prontamente apreciado que pode haver vezes em que poderia ser necessário ou desejável operar a ponte de gerador 10 como um inversor e operar a ponte de rede 14 como um retificador ativo. Por exemplo, durante uma partida, a ponte de rede 14 operará como um retificador ativo para suprimento de potência a partir da rede de suprimento para a ligação dc 12. Em situações em que um mergulho de voltagem de rede ocorre, a ponte de gerador 10 pode operar em um modo de retificador ativo ou em um modo de inversor, conforme requerido, de modo a se controlar a voltagem da ligação dc 12. A ação de controladores para a ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14 (isto é, o controlador de ponte de gerador 18 e o controlador de ponte de rede 4 6 descritos em maiores detalhes abaixo) é coordenada no caso de um mergulho de voltagem de rede, de modo que potência não seja tirada da rede de suprimento, mas, sujeito a uma parametrização e ao nível de mergulho de voltagem, o conversor de potência ainda é capaz de suprir potência para a rede de suprimento.
Também pode ser vantajoso para fins de manutenção e quando a turbina de vento estiver operando em velocidades
muito baixas operar o gerador 4 em um modo de motorização. Neste caso, a potência pode ser suprida a partir da rede de suprimento para o gerador 4 através da ponte de rede 14 operando como um retificador ativo e da ponte de gerador 10 operando como um inversor.
A voltagem de saída ac da ponte de rede 14 é filtrada por indutores 16 (e, possivelmente, por outros filtros) e suprida para a rede de potência de freqüência nominalmente fixa através de um transformador elevador 6. O mecanismo de distribuição de proteção (não mostrado) pode ser incluído para a provisão de uma conexão confiável com a rede de potência e para isolamento do sistema de gerador da rede de potência para várias exigências operacionais e não operacionais.
Topologia de estação eólica
Conforme mencionado brevemente acima, várias turbinas de vento, conforme representado inteiramente na Figura 1, podem ser conectadas em conjunto para a definição de uma estação eólica. Isto é mostrado esquematicamente na Figura 6, onde vários conversores de potência Ia a Id são conectados à rede de suprimento de freqüência nominalmente fixa (rotulada REDE) por uma conexão em paralelo 72. Cada conversor de potência Ia a Id inclui um filtro 16a a 16d e um transformador elevador 6a a 6d. Um transformador elevador de estação eólica adicional 74 também é provido entre a conexão em paralelo 72 e a rede de suprimento. A Figura 6 mostra como o sinal de retroalimentação de voltagem de estação eólica que é descrito em maiores detalhes abaixo com referência à Figura 7 pode ser medido no lado de conexão em paralelo (rotulado RETROALIMENTAÇÃO DE VOLTAGEM DE ESTAÇÃO EÓLICA A) ou o lado de rede de suprimento (rotulado RETROALIMENTAÇÃO DE VOLTAGEM DE ESTAÇÃO EÓLICA B) do transformador elevador de estação eólica 74. A vantagem de medição do sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo no lado de rede de suprimento do transformador elevador de estação eólica 74 é que a medição no lado de conexão em paralelo está sujeita a uma regulagem através do transformador elevador. Este efeito de regulagem, portanto, é eliminado se a medição for feita no lado de rede de suprimento.
Alternativamente, a medição do sinal de retroalimentação de voltagem de estação eólica pode ser calculada usando-se a medição do sinal de retroalimentação de voltagem de estação eólica no lado de conexão em paralelo, as características do transformador elevador de estação eólica 74 e a amplitude e o ângulo da corrente através do transformador elevador de estação eólica.
Controle de ponte de gerador
O controle da ponte de gerador 10 será explicado, agora, com referência às Figuras 1 a 3.
Um controlador de ponte de gerador 18 recebe um sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_GEN* e um sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB indicativo da voltagem de ligação dc. VDC_FB é subtraído de VDC_GEN* e a diferença é suprida para um controlador PX 20 com entradas de ganho integral variável Ki e de ganho proporcional Kp para a provisão de um sinal de demanda de corrente de ligação dc IDC_GEN*, que é a corrente efetiva requerida a fluir na ligação dc 12 para satisfação das condições operacionais prevalecentes. Este sinal de demanda de corrente de ligação dc IDC_GEN* então é limitado durante condições de falha de rede por um sinal IDC_LIM suprido a partir do controlador de ponte de rede 4 6 (veja abaixo) para a formação de um sinal IDC_GEN*_LIM. Para se converter o sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado IDC_GEN*_LIM em um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_GEN* em relação à corrente de fase de gerador, então, o sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado IDC_GEN*_LIM é primeiramente multiplicado pelo sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB para a provisão de um sinal de potência POWER_GEN. O sinal de potência POWER_GEN então é convertido no bloco de função de calculador de IQ_GEN* 92 no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_GEN* pela aplicação da fórmula a seguir:
<formula>formula see original document page 35</formula> onde VD_FF é a componente de alimentação direta da voltagem contínua em um controlador de corrente 26 da Figura 2, ID_GEN* é a corrente de demanda de eixo contínua suprida a partir de um bloco de função de característica de saturação 32 e VQ_FF é a componente de alimentação direta da voltagem de eixo em quadratura no controlador de corrente 26.
O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_GEN* é restrito por uma função de limite para permanecer na região não de ruptura da característica do gerador e as classificações de voltagem e corrente das pontes de gerador e de rede. Este limite é determinado por um cálculo off- line para a criação de uma tabela de consulta embutida no bloco funcional 22 com base em parâmetros de circuito equivalente de máquina, parâmetros de classificação de acionamento e faixa de velocidade operacional requerida. A tabela de consulta resultante é usada durante a operação do conversor de potência ao se acessá-la com um sinal de retroalimentação de velocidade de rotor N (ou um sinal de velocidade de rotor observado) e tomando-se o sinal resultante como o valor de limite para o bloco de função de limite de IQ_GEN* 24. O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_GEN*_LIM resultante então é suprido para um controlador de corrente 26 (descrito em maiores detalhes abaixo). O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_GEN*_LIM também é usado para a determinação da freqüência de desvio WS que é para ser aplicada ao gerador 4 para a obtenção do fluxo de potência necessário a partir do gerador para a ligação dc 12. A freqüência de desvio WS é determinada usando-se a função a seguir: <formula>formula see original document page 37</formula>
Onde RR é a resistência de rotor, LM é a indutância de magnetização, Φ* é o sinal de demanda de gerador de fluxo e LR é a indutância de vazamento de rotor.
A integração da freqüência de desvio WS provê uma saida 0S a qual é o ângulo de desvio. A integração da saída de um observador de velocidade 28 provê 0R, o qual é o ângulo de rotor observado. (A função de observador 2 8 pode ser substituída por uma medição direta da posição de rotor pelo uso de um codificador em incrementos ou de um dispositivo similar.) Um ângulo de fluxo de rotor 00 pode ser determinado, então, pela soma do ângulo de desvio 0S e do ângulo de rotor 0R. O ângulo de fluxo de rotor 00 é o ângulo no qual a combinação da voltagem de eixo contínua VD e da voltagem de eixo em quadratura VQ é para ser aplicada nos terminais de estator do gerador 4 por meio de um gerador de modulação de largura de pulso 30. Isto é descrito em maiores detalhes abaixo. Deve ser notado que para geradores síncronos a etapa de definição e integração da freqüência de desvio não é requerida.
O sinal de demanda de fluxo de gerador Φ* (o qual pode ser constante ou variável, dependendo das características requeridas do sistema) é aplicado a um bloco de função 30 que contém a característica de saturação da indutância de magnetização de gerador. A característica de saturação é determinada por uma medição direta, quando o gerador for posto em serviço ou pela extração de dados de resultados de teste de fábrica para o gerador. A saída do bloco de função de característica de saturação 32 é um sinal de corrente de magnetização e se torna o sinal de demanda de corrente de eixo contínua ID_GEN* aplicado ao controlador de corrente 26. Para geradores síncronos, o sinal de demanda de corrente de eixo contínua é determinado pelas exigências de voltagem de terminal de gerador para cada condição de velocidade e carga. Pelo ajuste do sinal de demanda de corrente de eixo contínua para um gerador síncrono, a excitação pode ser modificada pela ação da ponte de gerador 10 para a otimização da voltagem de terminal e da eficiência de gerador geral para cada condição operacional.
O controlador de corrente 26 para a ponte de gerador 10 inclui dois reguladores, um operando no eixo de corrente contínua e um operando no eixo de corrente em quadratura. Em geral, o controlador de corrente 26 opera em um quadro de referência síncrono alinhado com o ângulo de fluxo de rotor. A Figura 3 mostra os reguladores de corrente contínua e corrente em quadratura em geral da ponte de gerador 10.
Além do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_GEN*_LIM e do sinal de demanda de corrente de eixo contínua ID_GEN*, o controlador de corrente 26 também é suprido com um sinal de retroalimentação de corrente de eixo em quadratura IQ_GEN e um sinal de retroalimentação de corrente de eixo contínua ID_GEN que são derivados a partir da medição das correntes de fase de gerador UI, IV e IW. A conversão das componentes trifásicas em um quadro de referência estacionário para as componentes contínua/em quadratura em um quadro de referência síncrono é obtida usando-se um bloco de transformada de Clarke/Park combinada 34. A transformada usa o ângulo de fluxo de rotor 00 para a conversão. Pode ser visto a partir da Figura 3 que o controlador de corrente 26 também recebe os sinais adicionais a seguir: o sinal de demanda de fluxo de gerador Φ* (o qual pode ser constante ou variável, dependendo das características requeridas do sistema) e a freqüência de estator de gerador WO. A freqüência de estator de gerador WO é calculada a partir da soma da freqüência de desvio e da freqüência de rotor. A freqüência de rotor é derivada a partir da velocidade observada de rotor e do número de pólo do gerador.
O controlador de corrente 26 opera pela comparação do sinal de demanda de corrente de eixo continua ID_GEN* com o sinal de retroalimentação de corrente de eixo contínua ID_GEN e do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_GEN*_LIM com o sinal de retroalimentação de corrente de eixo em quadratura IQ_GEN e pela aplicação dos erros resultantes a controladores PI independentes. As saídas dos controladores PI são então somadas com os sinais de acoplamento cruzado derivados a partir do produto de demandas de corrente e parâmetros de máquina para a produção de uma voltagem de saída total para os eixos contínuo e em quadratura, VD_GEN* e VQ_GEN*, respectivamente. Os termos de acoplamento cruzado são mostrados na Figura 3 e emulam as equações de voltagem padronizadas para o gerador 4 no estado permanente. Com referência aos termos de acoplamento cruzado, ôLS é a indutância de vazamento de estator de gerador e RS é a resistência de estator de gerador.
As saídas de voltagem finais do controlador de corrente 26, VD_GEN* e VQ_GEN*, são convertidas de coordenadas cartesianas para coordenadas polares usando-se um conversor de coordenadas 38. A magnitude de voltagem total V_GEN* é calculada de acordo com a equação:
<formula>formula see original document page 40</formula>
e suprida para o controlador de sinal de comando de acionamento de porta 36. O ângulo entre a voltagem de eixo em quadratura VQ_GEN* é θ_GEN e é calculada a partir do arco tangente de VD GEN*/VQ_GEN*, conforme se segue:
<formula>formula see original document page 40</formula>
O ângulo θ_GEN entre a magnitude de voltagem total V_GEN* e a voltagem de eixo em quadratura VQ_GEN* é adicionado ao ângulo de fluxo de rotor θo para a determinação do ângulo no qual a voltagem total é para ser impressa nos terminais de estator do gerador 4.
Os sinais de controle de comando de acionamento de porta individuais superior (U) e inferior (L) para as três fases U, V e W resultantes dos sinais individuais UUf UL, VU, VL, WU e WL da ponte de gerador 10 são calculados no gerador de modulação de largura de pulso (PWM) 30 usando-se a magnitude de voltagem total V_GEN*, a soma dos ângulos θ_GEN e θθ e a freqüência de modulação de largura de pulso. O sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc VDC_FB também é fatorado nestes cálculos de PWM. 0 sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc VDC_FB pode ser derivado independentemente quando controladores independentes forem usados para a ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14, respectivamente. Isto é particularmente necessário quando a ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14 forem fisicamente remotas uma da outra e uma indutância significativa existir entre a capacitância de ligação dc de cada ponte. Em situações em que um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc derivado independentemente é provido para cada ponte, então, será prontamente apreciado que a substituição a seguir deve ser feita:
Para a ponte de gerador 10: VDC_FB = VDC_FB_GEN Para a ponte de rede 14: VDC_FB = VDC_FB_NET
O controlador de corrente 26 também produz um sinal de alimentação direta de potência indicativo da potência de gerador POWER_FF, o qual é calculado conforme se segue:
POWERFF = √3(VQ_GEN *xIQ_GEN + VD_GEN *xID_GEN)
Este é usado como um sinal de retroalimentação para o controlador de ponte de rede 46.
Controle de ponte de rede
O controle da ponte de rede 14 será explicado, agora, com referência às Figuras 1 e 4 a 7. 0 controle é baseado em um esquema de controle de voltagem e é diferente do esquema de controle de ângulo de fator de potência e do esquema de controle de potência reativa usados nos conversores de potência convencionais descritos acima.
O esquema de controle de voltagem inclui dois níveis de controle. Com referência à Figura 7, o primeiro é definido no nível de estação eólica e é em resposta a um sinal de demanda de voltagem de estação eólica que é tipicamente regulado pela companhia de serviços de utilidade que controla a estação eólica. Este sinal de demanda de voltagem de estação eólica é comparado com um sinal de retroalimentação de voltagem de estação eólica e o erro entre os dois sinais é aplicado a um controlador proporcional mais integral 4 0 para a definição de um sinal de demanda de voltagem de turbina VTURB* que é transmitido para todas as turbinas de vento Tl a TN na estação eólica.
Um segundo nível de controle então é aplicado a cada uma das turbinas de vento individuais para a regulagem de sua própria voltagem de saída em resposta ao sinal de demanda de voltagem de turbina VTURB*.
Com referência à Figura 4, em cada uma das turbinas de vento da estação eólica, o sinal de demanda de voltagem de turbina VTURB* é comparado em um nó de soma 42 com um sinal de retroalimentação subordinado de voltagem de eixo em quadratura VQ_NET (veja abaixo) que é derivado a partir da medição de voltagem trifásica no lado de rede dos indutores 16. A diferença entre os dois sinais é alimentada para um controlador PI 44 para a formação de um sinal de demanda de corrente reativa ID_NET* que é suprido através de um bloco de limitação 66 para um controlador de corrente 58 descrito em maiores detalhes abaixo.
O sinal de demanda de corrente reativa ID_NET* também é retroalimentado através de um controlador de ganho proporcional 48 para o nó de soma 42 para modificação adicional do sinal de diferença de voltagem. Isto serve para a provisão de uma característica de inflexão, de modo que quando múltiplas turbinas de vento forem conectadas em conjunto em paralelo com um transformador de estação eólica através de múltiplas impedâncias de conexão diferentes, o compartilhamento de corrente reativa entre cada turbina de vento seja mais equilibrado. O ganho de inflexão pode ser ajustado, dependendo das configurações de rede no local, para se proporcionar um equilíbrio de corrente adequado entre as turbinas de vento e para se respeitarem limitações de classificação. Os limites são aplicados aos sinais de demanda de corrente de eixo contínua e em quadratura ID_NET* e IQ_NET*, respectivamente, conforme descrito abaixo para situações de mergulho de voltagem de rede.
O esquema de controle de voltagem é integrado com o controlador de ponte de rede 46, conforme se segue. 0 controlador de ponte de rede 4 6 tem cinco sinais de entrada principais e sete sinais de retroalimentação principais, e usa estes para a derivação de sinais de comando de acionamento de porta para controle da operação dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor na ponte de rede 14.
Os sinais de entrada incluem um sinal de demanda de voltagem de ligação dc para a ponte de rede VDC_NET*, um sinal de demanda de exportação de potência P*, o sinal de demanda de voltagem de turbina VTURB*, um parâmetro CLASSIFICAÇÃO DE ACIONAMENTO que define a classificação de corrente de acionamento e o sinal de alimentação direta de potência P0WER_FF suprido a partir do controlador de ponte de gerador 18 e o qual é indicativo da potência de gerador. Os sinais de retroalimentação incluem três medições de voltagem de fase IR, IY e IB, e o sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB indicativo da voltagem de ligação dc. Os sinais de retroalimentação são usados para a derivação dos sinais de retroalimentação subordinados de voltagem e corrente a seguir para a ponte de rede 14 nos eixos contínuo e em quadratura: VD_NET, VQ_NET, ID_NET e IQ_NET.
Além disso, um sinal de controle IDC_LIM é passado a partir do controlador de ponte de rede 46 para o controlador de ponte de gerador 18, para se permitirem uma redução de potência rápida e um controle coordenado entre os controladores, durante condições de falha de rede. Durante essas condições de falha de rede, o controle de voltagem de ligação dc é distribuído entre as pontes de rede e de gerador, de modo que nenhuma potência ativa seja tirada da rede de suprimento e as exigências requeridas de suporte de voltagem de rede de suprimento e exportação de potência sejam obtidas.
O bloco de função 68 incorpora um sistema de laço travado de fase (PLL) para derivação do sinal 0MAINS, o qual é uma medida do ângulo de voltagem de rede.
O sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* é necessário apenas para adequação às exigências de partida, para manutenção de uma conexão com a rede durante condições de vento nulo e permitir um controle coordenado rápido da voltagem de ligação dc entre o controlador de ponte de gerador 18 e o controlador de ponte de rede 46, durante condições de falha de rede. Em operação, o sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB é subtraído do sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* e o resultado é aplicado a um controlador PI 50 para a determinação do sinal VDC_PI_IQ_NET*. Um sinal IQ_FF indicativo da corrente de rede de eixo em quadratura requerida para exportação da potência de gerador instantânea é calculado no bloco de função 71 a partir do sinal de alimentação direta de potência POWER_FF, um sinal que representa a voltagem de rede VQ_NET e um sinal de ganho PFF_GAIN que é uma saída do bloco de limitação 66. Isto então é adicionado ao sinal VDC_PI_IQ_NET* para a criação do sinal ilimitado IQ_NET*. O sinal resultante é restrito por uma função de limite (bloco de função de limite 52) comandado pelo menor de P*/VQ_NET ou o limite derivado a partir das exigências de mergulho de voltagem de rede.
Com referência à Figura 1, o sinal de retroalimentação de velocidade de rotor N é derivado a partir de um sensor de velocidade 54 (ou, alternativamente, a partir de um sinal de velocidade de rotor observado) e, então, filtrado para a provisão de um primeiro sinal de velocidade filtrado N' e de um segundo sinal de velocidade de filtro N'2. O segundo sinal de velocidade filtrado N'2 provê um amortecimento para qualquer ressonância de eixo através de um ganho de amortecimento KD. O primeiro sinal de velocidade filtrado N' provê um ponteiro para uma tabela de consulta pré-calculada 56 de demanda de potência versus velocidade filtrada. A tabela de consulta pode ser combinada com um controlador PI. O sinal de demanda de exportação de potência resultante P*, o qual é a soma dos sinais de demanda de amortecimento e tabela de consulta, é aplicado ao controlador de ponte de rede 46, conforme mostrado na Figura 1. Mais particularmente, o sinal de demanda de exportação de potência P* é dividido pelo sinal de retroalimentação subordinado de voltagem de eixo em quadratura VQ_NET para se tornar o sinal de limitação para o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* sob condições de operação normais.
Alternativamente, o sinal de demanda de exportação de potência P* pode ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* pela divisão do sinal de demanda de exportação de potência P* por uma versão filtrada do sinal de retroalimentação subordinado de voltagem de eixo em quadratura VQ_NET que é derivado a partir da voltagem nos terminais de rede dos indutores 16.
O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_NET*_LIM (isto é, a saída do bloco de função de limite 52) é a entrada para um controlador de corrente 58. O controlador de corrente 58 para a ponte de rede 14 inclui dois reguladores, um operando no eixo contínuo e um operando no eixo em quadratura. Em geral, o controlador de corrente 58 opera em um quadro de referência síncrono alinhado com a voltagem de eixo em quadratura VQ_NET. A Figura 5 mostra os reguladores gerais de corrente de eixo contínua e em quadratura da ponte de rede 14.
Além do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_NET*_LIM e de um sinal de demanda de corrente de eixo contínua limitada ID_NET*_LIM (isto é, a saída do bloco de limitação 66), o controlador de corrente 58 também é suprido com um sinal de retroalimentação de corrente de eixo em quadratura IQ_NET e um sinal de retroalimentação de corrente de eixo contínua ID_NET que são derivados a partir da medição das correntes de fase de ponte de rede IR, IY e IB. A conversão das componentes trifásicas em um quadro de referência estacionário para componentes contínua/em quadratura em um quadro de referência síncrono é obtida usando-se um bloco de transformada de Clarke/Park combinada 70. A transformada usa o ângulo de voltagem de rede 0MAINS para a conversão.
O controlador de corrente 58 opera pela comparação do sinal de demanda de corrente de eixo contínua limitada ID_NET*_LIM com o sinal de retroalimentação de corrente de eixo continua ID_NET e do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_NET*_LIM com o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET e pela aplicação dos erros resultantes aos controladores PI independentes. As saídas dos controladores PI então são somadas com os sinais de acoplamento cruzado derivados a partir do produto das demandas de corrente e valores de impedância de circuito de lado de rede para a produção de uma voltagem de saída total para os eixos contínuo e em quadratura, VD_NET* e VQ_NET* respectivamente. Os termos de acoplamento cruzado são mostrados na Figura 5 e emulam as equações de voltagem padronizadas para o circuito de rede geral no estado permanente. Com referência aos termos de acoplamento cruzado, LN é a indutância de filtro de rede e WN é a freqüência da forma de onda de voltagem de rede.
As saídas de voltagem finais do controlador de corrente 58, VD_NET* e VQ_NET*, são convertidas de coordenadas cartesianas para coordenadas polares usando-se um conversor de coordenadas 64. A magnitude de voltagem total V_NET* é calculada de acordo com a equação:
V_NET*=√(VD_NET*2 + VQ_NET*2
e suprida para o controlador de sinal de comando de acionamento de porta 62. O ângulo entre a magnitude de voltagem total V_NET* e a voltagem de eixo em quadratura VQ_NET* é Θ_ΝΕΤ e é calculado a partir do arco tangente de VD_NET*/VQ_NET* conforme se segue:
<formula>formula see original document page 47</formula>
O ângulo Θ_ΝΕΤ entre a magnitude de voltagem total V_NET* e a voltagem de eixo em quadratura VQ_NET* é adicionado ao ângulo de voltagem de rede 6MAINS para a determinação do ângulo no qual a voltagem total é para ser impressa pela ponte de rede 14 no circuito de lado de rede total.
Os sinais de comando de acionamento de porta superior (U) e inferior (L) individuais para as três fases R, Y e B resultando em sinais individuais RU, RLf YU, YL, BU e BL da ponte de rede 14 são calculados aparelho de recepção no gerador de modulação de largura de pulso 60 usando-se a magnitude de voltagem total V_NET*, a soma dos ângulos Θ_ΝΕΤ e GMAINS e a freqüência de modulação de largura de pulso. O sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc VDC_FB também é fatorado nestes cálculos de PWM. 0 sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc VDC_FB pode ser derivado independentemente, quando controladores independentes forem usados para a ponte de rede 14 e a ponte de gerador 10, respectivamente. Isto é particularmente necessário quando a ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14 forem fisicamente remotas uma da outra e uma indutância significativa existir entre a capacitância de ligação dc de cada ponte. Em situações em que um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc derivado independentemente é provido para cada ponte, então, será prontamente apreciado que a substituição a seguir deve ser feita:
Para a ponte de rede 14: VDC_FB = VDC_FB_NET
Para a ponte de gerador 10: VDC_FB = VDC_FB_GEN
Em situações em um mergulho de voltagem de rede ocorre, o bloco de limitação 66 calcula a respectiva alocação de corrente disponível a partir da ponte de rede 14, com base em seus limites térmicos, para os eixos em quadratura e contínuo e também calcula a corrente de ligação dc de gerador IDC_LIM. 0 sinal IDC_LIM suprido a partir do controlador de ponte de rede 4 6 para o controlador de ponte de gerador 18 é usado para se regular rapidamente o nível de corrente que pode ser provido pela ponte de gerador 10 para a ligação dc intermediária 12.
Existem exigências diferentes nos vários códigos de rede dando prioridade a uma saída de corrente ativa ou reativa e às percentagens de corrente reativa requeridas como uma função da magnitude do mergulho. Em outras palavras, o comportamento do conversor de potência depende de como ele é parametrizado para operação em países ou regiões diferentes.
Em geral, a operação do conversor de potência é fundamentalmente diferente da operação dos conversores de potência convencionais descritos acima, porque mantém o controle da ligação dc 12 durante mergulhos de voltagem de rede pelo controle direto do fluxo de potência a partir do gerador 4. Pela manutenção do controle da voltagem de ligação dc durante um mergulho de voltagem de rede, é possível manter a saída de corrente reativa requerida a partir da ponte de rede 14 para adequação às exigências de suporte de voltagem da rede de potência.
Durante um mergulho de voltagem de rede, o controlador de voltagem de ligação dc de ponte de rede (uma combinação do controlador PI 5 0 e do nó de soma precedente) se torna o mestre do sistema de conversor de potência e aloca sinais de limite de potência e de limite de corrente de ligação dc à ponte de rede 14 e à ponte de gerador 10, respectivamente, com base na magnitude do mergulho de voltagem de rede.
A exportação de potência a partir da ligação dc 12 é determinada por uma referência de potência aplicada à ponte de rede 14. Conforme mais potência é exportada a partir da ligação dc 12 (para descarga), então, a ponte de gerador 10 reagirá a isto para tirar mais potência do gerador 4 para recompletar a ligação dc. Isto está em contraste direto com os conversores de potência de quatro quadrantes convencionais em que potência é carregada na ligação dc para aumento da voltagem de ligação dc, como resultado da demanda de torque aplicada à ponte de gerador. Uma exportação de potência para a rede então é determinada pela ação do controlador de ponte de rede, quando a voltagem de ligação dc exceder à demanda de voltagem de ponte de rede. Operação do conversor de potência
Uma implementação operacional possível da topologia de conversor de potência acima é conforme se segue. Na partida, sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* é regulado para 1050 Volts. Os dispositivos de comutação de potência de semicondutor na ponte de rede 14 são habilitados e, sob o controle do controlador de ponte de rede 46, levam a voltagem de ligação dc para 1050 Volts.
Isto quase sempre requererá uma importação de potência a partir da rede de suprimento para a ligação dc 12, de modo que o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* resulte em um fluxo de potência para a ligação dc nesta condição de partida.
Ao mesmo tempo, o sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_GEN* aplicado ao controlador de potência de ponte de gerador 18 é regulado para 1100 Volts.
Assumindo que o vento esteja soprando e que a turbina de vento 2 esteja rodando, quando a ponte de gerador 10 é habilitada, ela controlará a corrente de eixo contínua ID_GEN para a obtenção do fluxo magnético necessário no gerador 4 para as condições de velocidade prevalecentes, e a corrente de eixo em quadratura IQ_GEN será ajustada sob o controle da ponte de gerador 10 para a obtenção do objetivo de uma voltagem de ligação dc de 1100 Volts.
Conforme a voltagem de ligação dc aumenta para a obtenção do objetivo de 1100 Volts, ela excederá ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* para a ponte de rede 14. Como resultado, o sinal de erro derivado a partir do controlador de ponte de rede 4 6 quando da subtração do sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* do sinal de retroaiimentação de voltagem VDC_FB atuará de modo que potência seja transferida a partir da ligação dc 12 para a rede de suprimento, a magnitude desta transferência de potência sendo limitada (o bloco de função de limite 52) por um sinal derivado a partir do sinal de demanda de exportação de potência P*. O sinal de sensor de velocidade N é filtrado para a provisão de um primeiro sinal de velocidade filtrado N' e de um segundo sinal de velocidade de filtro N'2. 0 ganho de amortecimento KD aplicado ao segundo sinal de velocidade filtrado N'2 provê um amortecimento de ressonância de eixo no trem de acionamento de turbina. O primeiro sinal de velocidade filtrado N' é usado como ponteiro para uma tabela de consulta pré-calculada de P* versus N' 56. 0 sinal de demanda de exportação de potência resultante P* derivado a partir da tabela de consulta 56 é aplicado ao controlador de ponte de rede 46 para a ponte de rede 14. 0 sinal de demanda de exportação de potência P* é dividido pelo sinal de retroaiimentação de voltagem de eixo em quadratura prevalecente VQ_NET para a obtenção de um sinal de limite para aplicação ao sinal de saída de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* derivado a partir do sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* para a ponte de rede 14.
No caso de um mergulho de voltagem de rede, a alocação da potência de saída nominal (VA) para os eixos ativo e reativo do controlador de ponte de rede 4 6 será determinada em linha com as exigências do código de rede específico para o qual a turbina de vento é parametrizada. 0 Apparent Power Limit (Limite de Potência Aparente) é calculado a partir da voltagem prevalecente V_NET, conforme medido pelos circuitos de retroalimentação de voltagem de rede e a classificação de corrente de sobrecarga de inversor de rede
I_OVERLOAD. Mais particularmente:
Apparent PowerLimit = V3(V_NETχI OVERLOAD)
Na Figura 4, a entrada CLASSIFICAÇÃO DE ACIONAMENTO é equivalente a I_OVERLOAD na equação acima.
O conversor de potência opera de uma maneira dinâmica para a acomodação de mudanças na velocidade do vento. Por exemplo, para uma velocidade de vento crescente, a velocidade de rotação da turbina de vento 2 também aumentará, daí provendo um sinal de demanda de exportação de potência P* crescente para o controlador de ponte de rede 46. O controlador de ponte de rede 4 6 faz com que a ponte de rede 14 exporte mais potência a partir da ligação dc 12 para a rede de suprimento. Um aumento na quantidade de potência que é exportada para a rede de suprimento leva a uma queda na voltagem de ligação dc. 0 controlador de ponte de gerador 18 responde a esta queda na voltagem de ligação dc pela ação do controlador de voltagem de ligação dc 7 6 (que compreende o controlador PI 20 e o nó de soma precedente) para fazer com que a ponte de gerador 10 retire mais potência do gerador 4 para a provisão de mais corrente para a ligação dc 12, até um novo estado permanente ser obtido (isto é, quando a quantidade de potência que é suprida para a rede de suprimento a partir da ponte de rede 14 for igual à quantidade de potência que é suprida para a ponte de gerador 10 a partir do gerador 4) . Neste estado permanente, a voltagem de ligação dc combinou com o sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_GEN*. Para uma redução na velocidade do vento, as ações de controle opostas ocorrem.
Durante as mesmas condições de uma velocidade de vento crescente, o conversor de potência descrito na Patente U.S. Nº 5083 03 9 modifica o sinal de demanda de torque que é suprido para o controlador de ponte de gerador para causar um torque de gerador crescente e, daí, um fluxo de potência crescente a partir do gerador através da ponte de gerador para a ligação dc. Isto causa um aumento na voltagem de ligação dc. O controlador de ponte de gerador então responde ao aumento na voltagem de ligação dc pela ação de seu controlador de voltagem de ligação dc para aumentar a quantidade de potência que é exportada para a rede de suprimento e, daí, reduz a voltagem de ligação dc de volta para seu valor de referência.
A Patente U.S. N° 5083039, portanto, descreve uma situação em que mais fluxo de potência é "empurrado" através do conversor de potência a partir do gerador para a ligação dc, em resposta a um aumento na velocidade do vento, e a resposta secundária é exportar potência a partir da ligação dc para a rede de suprimento através da ponte de rede. Contudo, o conversor de potência da presente invenção opera de uma maneira oposta, de modo que, em resposta a um aumento na velocidade do vento, a potência a mais seja "puxada" da ligação dc 12 pela ponte de rede 14, e a resposta secundária é importar potência da ligação dc a partir do gerador 4 através da ponte de gerador 10 para a obtenção de mais corrente na ligação dc.
Topologias de conversor de potência alternativas
As topologias básicas de dois arranjos alternativos diferentes de conversor de potência serão destacadas com referência às Figuras 8 a 14. Os conversores de potência alternativos são muito similares ao conversor de potência da Figura 1, e partes iguais receberam os mesmos números de referência. A finalidade das topologias dos conversores de potência alternativos é eliminar um ou até três recursos do conversor de potência da Figura 1, especificamente (i) o sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* para a ponte de rede 14 e seu sinal de retroalimentação de voltagem associado VDC_FB e o controlador PI 50, (ii) o sinal IDC_LIM que é suprido a partir do controlador de ponte de rede 4 6 e usado para limitação do sinal de demanda de corrente de ligação dc IDC_GEN* durante condições de falha de rede, e (iii) o sinal de alimentação direta de potência POWER_FF que é produzido pelo controlador de corrente 26.
A primeira topologia de potência alternativa elimina apenas os recursos do sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_NET* para a ponte de rede 14, seu sinal de retroalimentação de voltagem associado VDC_FB e o controlador PI 50. Ela também modifica a ação do sinal IDC_LIM pela substituição deste por um novo sinal de alimentação direta IDC_FF. Um sinal de alimentação direta de potência modificado P0WER_FF' permanece ativo, mas é usado apenas pelo controlador de ponte de rede 4 6 durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. Neste caso apenas, o sinal de alimentação direta de potência modificado POWER_FF' é calculado a partir do sinal de alimentação direta de potência P0WER_FF padrão descrito em outro lugar menos a saída do controlador PI 20 do controlador de voltagem de ligação dc 76. Isto ê mostrado na Figura 9. O sinal de alimentação direta de potência modificado POWER_FF' é usado no controlador de ponte de rede 4 6 em conjunto com o sinal (rotulado IQ_CAPACITY) relativo â capacidade de IQ da ponte de rede 14 durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, o limite de potência POWER_LIMIT e um sinal relativo à amplitude da voltagem de rede prevalecente VQ_NET para o cálculo do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitada IQ_NET*_LIM que é usado durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. A fonte normal para o sinal IQ_NET*_LIM é ignorada, nesta situação.
Em topologias em que o sinal de demanda de voltagem de ligação dc para a ponte de rede VDC_NET* é eliminado, então, a ponte de rede 14 pode ser energizada usando-se a voltagem de rede. A voltagem de ligação dc é determinada pelo valor retificado da voltagem de rede, o qual é nominalmente ✓2 χ VLL (isto é, a voltagem de linha a linha nos terminais ac da ponte de rede 14) . Isto estabelece um suprimento de potência dc a partir do qual circuitos auxiliares, tais como o(s) microprocessador(es) para o controlador de ponte de gerador 18 e o controlador de ponte de rede 46 e a potência de acionamento de porta para a ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14, podem ser derivados. A voltagem de ligação dc então está disponível para a provisão de um fluxo do gerador 4 e para se colocá- la sob controle.
Assumindo que o vento esteja soprando e a turbina de vento 2 esteja rodando, então, o gerador 4 pode começar a prover potência para a ligação dc 12 e obter uma voltagem de ligação dc que é igual ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_GEN*.
A topologia básica do primeiro arranjo de conversor de potência alternativo será descrita, agora, com referência às Figuras 8 a 10. Neste arranjo, o controlador de voltagem de ligação dc 76 do controlador de ponte de gerador 18 permanece ativo sob todas as condições de operação. Em condições de regime permanente, a ação do termo integral no controlador PI 20 do controlador de voltagem de ligação dc 76 é minimizada pela inclusão do sinal de alimentação direta IDC_FF a partir do controlador de ponte de rede 46. Em situações de mergulho de voltagem de rede de suprimento, o sinal de alimentação direta IDC_FF provê uma informação sobre a quantidade de corrente dc a ser provida pela ponte de rede 14, em resposta a mudanças na voltagem de rede de suprimento. 0 sinal IDC_FF é calculado no bloco de função 90. Pela inclusão destes recursos, a variação na voltagem de ligação dc durante situações de mergulho de voltagem de rede de suprimento é minimizada. Também, a ação requerida pelo termo integral no controlador PI 2 0 do controlador de voltagem de ligação dc 76 é minimizada e, portanto, requer desvios muito menores na voltagem de ligação dc real para se aumentar ou diminuir o valor integral para o valor correto para a obtenção da operação em regime permanente.
A topologia básica do segundo arranjo alternativo de conversor de potência será descrita, agora, com referência às Figuras 11 a 14. Neste arranjo, a voltagem de ligação dc do controlador de ponte de rede 4 6 é eliminada da mesma maneira que a descrita acima.
Uma primeira opção para o controle de ligação dc para a ponte de gerador 10 do segundo arranjo alternativo de conversor de potência será descrita, agora, com referência às Figuras 11 e 12. A finalidade do sinal IDC_LIM no conversor de potência da Figura 1 é passar uma informação crítica sobre as condições de voltagem de rede prevalecentes e níveis de produção de potência para o controlador de ponte de gerador 18. Isto é particularmente importante durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, quando a capacidade de produção de potência é severamente limitada. No conversor de potência alternativo, o sinal IDC_LIM é substituído por um sinal inferido IDC_NET', que é usado apenas pelo controlador de ponte de gerador 18. O sinal inferido IDC_NET' é calculado a partir de uma informação que está disponível para o controlador de ponte de gerador 18 pela equação a seguir:
idc net' =
^powerffa
v vdc fb
-i cap
No segundo conversor de potência alternativo, o sinal de potência de gerador POWER_FF é derivado a partir do controlador de corrente 26 do controlador de ponte de gerador 18, conforme ilustrado na Figura 3, usando-se a equação:
POWERFF = λ/3 (VQ_GEN * xIQ_GEN + VDGEN * xIDGEN) Contudo, o sinal de potência de gerador P0WER_FF não é suprido para o controlador de ponte de rede 46, mas é usado apenas pelo controlador de ponte de gerador 18 na derivação do sinal inferido IDC_NET'. (P0WER_FF tem a mesma derivação aqui que o P0WER_FF do primeiro arranjo mostrado na Figura 2. 0 rótulo POWER_FF é mantido o mesmo por consistência neste relatório descritivo, embora o sinal, neste caso, não seja um sinal de alimentação direta de potência literal.) 0 sinal inferido IDC_NET' é usado para uma indicação da corrente dc efetiva que a ponte de rede 14 está exportando para a rede de suprimento, mas é calculado a partir das condições da ponte de gerador 10.
A divisão do sinal de potência de gerador P0WER_FF
pelo sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB
proporciona a corrente dc efetiva sendo suprida para a ligação dc 12 a partir da ponte de gerador 10.
A medição da carga (ou da descarga) de corrente do capacitor volumoso 82 na ligação dc 12 é obtida pela adição
de um pequeno capacitor 78 em paralelo com o capacitor volumoso, medindo-se a corrente no cãpacitor pequeno usando um sensor de corrente 8 0 e reescalonando a corrente medida por um fator relacionado à relação da capacitância do capacitor pequeno e a capacitância total da ligação dc 12. O sinal do sinal de corrente I_CAP é positivo, quando o capacitor volumoso 82 estiver sendo carregado, e negativo, quando ele estiver sendo descarregado. Uma vez que a corrente fluindo no capacitor volumoso 82 é uma forma de onda comutada, é necessário integrar a corrente por um período completo de modulação de largura de pulso (PWM).
O sinal inferido IDC_NET' é adicionado à saída do controlador de voltagem de ligação dc 7 6 no nó de soma mostrado na Figura 12.
Quando uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento ocorre, no primeiro caso, a ponte de gerador 10 não está ciente que a ponte de rede 14 não é mais capaz de exportar potência para a rede de suprimento na taxa prévia. A corrente em excesso entre aquela sendo importada a partir do gerador 4 e aquela sendo exportada para a rede de suprimento carrega o capacitor volumoso 82 e é vista como um sinal crescente na corrente de carregamento de capacitor volumoso derivada a partir do sinal de corrente I_CAP. O sinal IDC_NET' então é recalculado e modifica o sinal sendo adicionado à saída do controlador de voltagem de ligação dc 76, daí modificando a potência real que está sendo importada a partir do gerador 4, durante a situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
Em situações em que a capacitância de ligação dc volumosa da ponte de gerador 10 e da ponte de rede 14 é separada por uma distância significativa, pode haver uma indutância entre pontes que cause uma ressonância entre os dois capacitores volumosos desacoplados. Neste caso, o capacitor pequeno 78 pode ser substituído por uma rede de dois capacitores e um indutor que são selecionados para a obtenção da mesma freqüência ressonante que a combinação da capacitância dos capacitores volumosos desacoplados e a indutância entre pontes. A corrente então é medida como a corrente fluindo em ambos os capacitores pequenos, de modo que qualquer ressonância entre eles seja cancelada pelo processo de medição.
O controle de potência da ponte de rede 14 será descrito em maiores detalhes, agora, com referência à Figura 13.
IQ_CAPACITY é o sinal que se refere aos parâmetros de classificação de acionamento e à voltagem de rede prevalecente VQ_NET. Será apreciado que a ponte de gerador 10 e o controlador de ponte de gerador 18 em conjunto têm um tempo de resposta finito a mudanças nas condições de operação. Para se levar em consideração isto no controlador de ponte de rede 46, o sinal IQ_CAPACITY é uma taxa de virada limitada para a produção de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitada IQ_NET*_LIM que se aplica apenas durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. O limite de taxa de virada é sintonizado de modo que a demanda de corrente de eixo em quadratura limitada IQ_NET*_LIM se reduza à mesma taxa a que a potência é reduzida na ponte de gerador 10. O limite de taxa de virada é corretamente sintonizado quando a perturbação de voltagem de ligação dc ocorrendo durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento é minimizada.
O comutador 84 toma a saída de uma função de limite de taxa de virada quando DIP_DETECT = 1 (isto é, guando uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento é determinada como existindo pelo bloco de limitação 86 com referência a condições de voltagem de rede específicas e à parametrização do controlador de ponte de rede 46) . Caso contrário, em situações normais de operação, quando DIP_DETECT = 0, então, o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* é derivado a partir da voltagem de rede prevalecente VQ_NET e do limite de potência final POWER_LIMIT determinada pelos parâmetros de acionamento, conforme mostrado na Figura 12. O sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* é limitado por uma função de grampeamento determinada pelo sinal de demanda de exportação de potência P* e pela voltagem de rede prevalecente VQ_NET. Quando DIP_DETECT =0, a saída da função de grampeamento é aplicada ao controlador de corrente 58 como o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_NET*_LIM.
O bloco de limitação 86 provê um sinal de demanda de corrente de eixo contínua limitada ID_NET*_LIM para o controlador de corrente 58 em uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento. Em situações de operação normal, o sinal de demanda de corrente de eixo contínua ID_NET* é suprido diretamente para o controlador de corrente 58 como o sinal de demanda de corrente de eixo contínua limitada ID_NET*_LIM.
Uma segunda opção para o controle de ligação dc da ponte de gerador 10 do segundo arranjo de controlador de potência alternativo será descrita, agora, com referência às Figuras 11 e 14.
Se o conversor de potência estiver operando à capacidade plena, por exemplo, então, a integral do controlador PI 2 0 do controlador de voltagem de ligação dc 76 terá um valor significativo. Na ausência de quaisquer outros recursos de controle, no caso de um mergulho de voltagem de rede de suprimento, então, um erro de voltagem de ligação dc teria que ocorrer para a descarga ou a reinicialização do valor integral. Um erro de voltagem de ligação dc como esse seria um transiente de voltagem positivo com um risco de uma ativação de sobrevoltagem de ligação dc ocorrer, devido a limitações de voltagem de hardware finita.
Durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, a taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB indicativo da voltagem de ligação dc (conforme representado por dVDC_FB/dt) é significativamente maior do que seria experimentado durante uma operação normal do conversor de potência. Se dVDC_FB/dt for maior do que um limite, poderá ser deduzido que alguma coisa afetou a capacidade da ponte de rede 14 de exportar potência e é provável o caso de a voltagem de rede ter reduzido.
A segunda opção para o controle de ligação dc mostrado na Figura 14 é com base em uma determinação que se o sinal de retroalimentação de voltagem VDC_FB for maior do que um primeiro limite (VDC_FB_THRESHOLD) e dVDC_FB/dt for maior do que um segundo limite (dVDC_FB/dt_THRESHOLD) , então, o valor integral no controlador PI 2 0 será multiplicado por um valor menor do que 1, onde o valor é determinado por parametrização do controlador de ponte de gerador 18.
Se as exigências de limite continuarem a ser excedidas, então, a mesma ação de controle de ligação dc será aplicada em varreduras de PWM consecutivas (isto é, onde uma única varredura de PWM representa uma iteração do programa de controle), de modo que o valor integral no controlador PI 20 seja seqüencialmente reduzido.
Os dois parâmetros de limite são com base no conhecimento das características de turbina de vento, na dVDC_FB/dt esperada máxima durante uma operação normal e na dVDC_FB/dt no caso de uma falha de grade. A dVDC_FB/dt esperada máxima durante uma operação normal pode ser calculada com conhecimento da capacitância de ligação dc e dos parâmetros de acionamento.
Operação do conversor de potência alternativo
Uma implementação operacional possível da topologia alternativa conversor de potência topologia alternativa mostrada nas Figuras 11 a 14 é conforme se segue. Na partida, a voltagem de ligação dc é estabelecida por circuitos de pré-carga adequados (não mostrados) a partir do transformador 6 mostrado na Figura 11. Neste ponto, os dispositivos de comutação de potência de semicondutor na ponte de rede 14 permanecem desabilitados.
0 sinal de demanda de voltagem de ligação dc VDC_GEN* aplicado ao controlador de potência de ponte de gerador 18 é regulado para 1100 Volts.
Assumindo que o vento esteja soprando e a turbina de vento 2 esteja rodando, quando a ponte de gerador 10 for habilitada, ela controlará a demanda de corrente de eixo contínua ID_GEN para a obtenção do fluxo magnético necessário no gerador 4 para as condições de velocidade prevalecentes, e a corrente de eixo em quadratura IQ_GEN será ajustada sob o controle da ponte de gerador 10 para a obtenção do objetivo de uma voltagem de ligação dc de 1100 Volts.
O sinal de demanda de exportação de potência P* é regulado para zero e a saída do controlador de voltagem de rede de turbina 88 (e, mais particularmente, o controlador PI 44) é grampeada para zero. Neste ponto, os dispositivos de comutação de potência de semicondutor na ponte de rede 14 são habilitados.
No modo normal de operação, quando a voltagem de rede de suprimento vista nos terminais ac da ponte de rede 14 está em limites normais, então, a ação de controle a seguir é implementada. 0 sinal de sensor de velocidade N é filtrado para a provisão de um primeiro sinal de velocidade filtrado N' e de um segundo sinal de velocidade de filtro N'2. O ganho de amortecimento KD aplicado ao segundo sinal de velocidade filtrado N'2 provê um amortecimento de ressonância de eixo no trem de acionamento de turbina. 0 primeiro sinal de velocidade filtrado N' é usado como ponteiro para uma tabela de consulta pré-calculada de P* versus N' 56. O sinal de demanda de exportação de potência resultante P* derivado a partir da tabela de consulta 56 é aplicado ao controlador de ponte de rede 4 6 para a ponte de rede 14. O sinal de demanda de exportação de potência aplicado P* é dividido pela voltagem de eixo em quadratura prevalecente VQ_NET para a obtenção de um sinal de limite para aplicação ao sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* para a formação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura limitado IQ_NET*_LIM.
Neste modo de operação, o sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura IQ_NET* é regulado para um valor maior do que o valor máximo que pode ser derivado a partir do sinal de demanda de exportação de potência P*, de modo que a função de amortecimento descrita acima permaneça ativa.
No caso de um mergulho de voltagem de rede de suprimento, a alocação da voltagem de saída nominal (VA) para os eixos ativo e reativo do controlador de ponte de rede 4 6 será determinada em linha com as exigências do código de rede específico para o qual a turbina de vento é parametrizada.
Implementações práticas da topologia de conversor de potência
Os arranjos de topologia de conversor de potência podem ser implementados conforme se segue. A ponte de gerador 10 e a ponte de rede 14 podem ser implementadas, cada uma, usando-se um módulo inversor DELTA resfriado a líquido MV3000 de classificação de potência adequada. Este é um inversor de fonte de voltagem baseado em IGBT adequado para operação em uma rede de 690 V ac com uma voltagem de ligação dc resultante de 1100 V. O controlador de ponte de gerador 18 e o controlador de ponte de rede 46, cada um, podem ser implementados usando-se um controlador DELTA MV3000. Este é um controlador eletrônico baseado em microprocessador, o firmware para o qual incorporando a funcionalidade necessária para a realização dos esquemas de controle de potência. 0 microprocessador opera em uma base de tempo fixa, às vezes referida como "tempo de varredura" relativo à freqüência de modulação de largura de pulso (PWM) do controlador. Todos estes produtos são supridos por Converteam Ltd of Boughton Road, Rugby, Warwickshire, CV21 IBU.
Modificações possíveis para a topologia de conversor de potência
Os conversores de potência propostos descritos acima podem ser dispostos de uma maneira similar, se o gerador de indução 4 for substituído por um ímã permanente ou gerador síncrono de campo de enrolamento. Em situações em que o gerador síncrono de campo de enrolamento é empregado, a entrada de excitação de campo adicional para o gerador tipicamente será usada para a provisão do fluxo principal com o sinal de demanda de corrente de estator de eixo contínua sendo regulado para zero. Para situações dinâmicas altas e/ou de enfraquecimento de campo, o sinal de demanda de corrente de estator de eixo contínua será regulado para outros valores além de zero, para se ajustar mais rapidamente o fluxo no gerador. Tipicamente, o gerador será uma máquina trifásica, mas outros números de fase podem ser empregados. O conversor de potência também pode ser disposto para operação com inversores de nível múltiplo do arranjo de inversor de dois níveis descrito acima.
O arranjo de controlador descrito acima propõe dois controladores independentes que são coordenados por meio de sinais de controle sendo enviados a partir do controlador de ponte de gerador 18 para o controlador de ponte de rede 46 e vice-versa. Seria igualmente adequado integrar a funcionalidade dos controladores para um controlador físico. De modo similar, a funcionalidade poderia ser espalhada através de mais de dois controladores, se isto for conveniente para a implementação prática do conversor de potência.

Claims (70)

1. Conversor de potência que pode ser usado para se ter uma interface com um gerador (4) que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável para uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro retificador/inversor ativo (10) eletricamente conectado ao estator do gerador (4) e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; um segundo retificador/inversor ativo (14) incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; uma ligação dc (12) conectada entre o primeiro retificador/inversor ativo (10) e o segundo retificador/ inversor ativo (14); um filtro (16) conectado entre o segundo retificador/inversor ativo (14) e a rede de suprimento (NETWORK) , o filtro (16) incluindo terminais de rede; um primeiro controlador (18) para o primeiro retificador/inversor ativo (10); e um segundo controlador (46) para o segundo retificador /inversor ativo (14); onde o primeiro controlador (18) usa um sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a obtenção do nivel desejado de voltagem de ligação dc que corresponde ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) ; e onde o segundo controlador (46) usa um sinal de demanda de potência (P*) indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc (12) para a rede de suprimento (NETWORK) através do segundo retificador/ inversor ativo (14) , e um sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a obtenção dos níveis desejados de potência e voltagem que correspondem aos sinais de demanda de potência e de voltagem (P* e VTURB*) .
2. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro controlador (18) usar um sinal de demanda de fluxo (Φ*) indicativo de um nível desejado de fluxo a ser obtido no gerador (4), converter o sinal de demanda de fluxo (Φ*) em um sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a produção de quantidades elétricas de estator que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
3. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o primeiro controlador (18) converter o sinal de demanda de fluxo (Φ*) no sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_GEN*) com referência a uma ou mais características (32) do gerador.
4. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o primeiro controlador (18) comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a produção de quantidades elétricas de estator que obtêm a corrente de eixo em quadratura desejada para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
5. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) suprir um sinal de controle (IDC_LIM) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes para o primeiro controlador (18), e pelo fato de o primeiro controlador (18) comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (IDC_GEN*), limita o sinal de demanda de corrente de ligação dc (IDC_GEN*) usando o sinal de controle (IDC_LIM) a partir do segundo controlador (46) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado (IDC_GEN*_LIM) e usa o sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado (IDC_GEN*_LIM) para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
6. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) suprir um sinal de controle (IDC_FF) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes e/ou com o sinal de demanda de potência (P*) para o primeiro controlador (18) , e pelo fato de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a provisão de um sinal de saída que é adicionado ao sinal de controle (IDC_FF) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (IDC_GEN*) que é usado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/ inversor ativo (10).
7. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (4 6) converter o sinal de demanda de potência (P*) indicativo do nível de potência a ser transferida a partir da ligação dc (12) para a rede de suprimento (NETWORK) através do segundo retificador/ inversor ativo (14) para um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador /inversor ativo (14) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo em quadratura desejada para o segundo retificador/inversor ativo (14).
8. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de potência (P*) ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) pela divisão do sinal de demanda de potência (P*) por um sinal (VQ_NET) que é derivado a partir da voltagem nos terminais de rede do filtro (16).
9. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de potência (P*) ser convertido no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) pela divisão do sinal de demanda de potência (P*) por uma versão filtrada do sinal que é derivado a partir da voltagem nos terminais de rede do filtro (16).
10. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) usar um sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional (VDC_NET*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada, comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional (VDC_NET*) com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) e limitar o sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) a um valor determinado por um sinal de limitação (52) que é derivado a partir do sinal de demanda de potência (P*) para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador/inversor ativo (14).
11. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) ser adicionado ao sinal de alimentação direta de corrente de eixo em quadratura (IQ_FF) que é derivado a partir de: (i) um sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF), (ii) um sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) e (iii) um sinal de ganho (PFF_GAIN) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
12. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) ser suprido para o segundo controlador (46) a partir do primeiro controlador (18).
13. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) menos a saída de um controlador PI (20) de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) ser suprido para o segundo controlador (46) e ser usado pelo segundo controlador (46) apenas durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
14. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10, 11 ou 12, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) modificar o sinal limitante que é derivado a partir do sinal de demanda de potência (P*) de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
15. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, -13 ou 14, caracterizado pelo fato de a ligação dc (12) incluir um capacitor (82) e o conversor de potência ainda compreender um sensor de corrente (80) para a medição da corrente fluindo no capacitor (82) e provendo um sinal de saída.
16. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o sinal de saída do sensor de corrente (80) ser subtraído de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador (P0WER_FF) para a provisão de um sinal (IDC_NET') que é adicionado ã saída do controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
17. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o sinal de saída do sensor de corrente (80) ser subtraído de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) para a provisão de um sinal (IDC_NET') que é filtrado e adicionado à saída de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
18. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, -13 ou 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender ura sensor de voltagem para a medição da voltagem de ligação dc e a provisão de um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) e meios para a medição da taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) , onde o valor integral de um controlador PI (20) de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) é modificado por um fator predeterminado, quando o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) for maior do que um primeiro limite (VDC_FB_THRESHOLD) e a taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) for maior do que um segundo limite (dVDC_FB_dt_ THRESHOLD).
19. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, -13, 14, 15, 16, 17 ou 18, caracterizado pelo fato de durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento, um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador/inversor ativo (14) ser derivado a partir de uma versão limitada de taxa de virada de um sinal (IQ_CAPACITY) derivado a partir da classificação de limitação de potência do segundo retificador/inversor ativo (14) que é modificada como uma função das condições de. voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
20. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, -13, 14, 15, 16, 17, 18 ou 19, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (4 6) comparar o sinal de demanda de voltagem (VTURB *) indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro (16) a um sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*) para o segundo retificador/inversor ativo (14) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o segundo retificador/inversor ativo (14).
21. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) modificar o sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*) de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
22. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de o segundo controlador (46) modificar um sinal de erro que surge a partir da diferença entre o sinal de demanda de voltagem (VTURB *) indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro (16) e o sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) , de acordo com um sinal derivado a partir do sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*).
23. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, -13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ou 22, caracterizado pelo fato de ainda compreender um sensor de velocidade (54) ou um observador de velocidade para a derivação de um sinal de velocidade (N) indicativo da velocidade da parte móvel do gerador (4) e pelo fato de o sinal de velocidade (N) ser usado para a derivação do sinal de demanda de potência (PM .
24. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de potência (P*) ser derivado a partir de uma tabela de consulta (56) ou de uma função matemática e o sinal de velocidade (N) formar um ponteiro para a tabela de consulta (56) ou um valor para o qual a função matemática é calculada.
25. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o sinal de velocidade (N) ser modificado por uma função de filtro.
26. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de potência (P*) ser derivado a partir de uma tabela de consulta (56) ou de uma função matemática e o sinal de velocidade modificado (N') formar um ponteiro para a tabela de consulta (56) ou um valor para o qual a função matemática é calculada.
27. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23, 24, 25 ou 26, caracterizado pelo fato de o sinal de demanda de potência (P*) ser somado com um sinal derivado a partir de uma versão filtrada do sinal de velocidade (N).
28. Arranjo caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de conversores de potência (la a ld) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, -6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, -22, 23, 24, 25, 26 ou 27, conectados em conjunto em paralelo a uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa por uma conexão em paralelo (72) , em que o sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) de cada conversor de potência ser derivado a partir de uma comparação de um sinal de demanda de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE REFERENCE) e um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK) que é medido no ponto em que a conexão em paralelo (72) é conectada à rede de suprimento (NETWORK) .
29. Arranjo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de cada conversor de potência individual (la a ld) incluir um transformador elevador (6a a 6d) eletricamente conectado entre o filtro associado (16a a 16d) e a conexão em paralelo (72).
30. Arranjo, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de ainda compreender um transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK) .
31. Arranjo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de o sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK B) ser medido no lado de rede de suprimento do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
32. Arranjo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de o sinal de retroalimentação de voltagem de nivel de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK A) ser medido no lado de conexão em paralelo do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK) .
33. Turbina de vento, caracterizada pelo fato de compreender: um gerador (4) que tem um estator e um rotor; um conjunto de turbina (2) que inclui pelo menos uma lâmina para rotação do rotor do gerador (4) ; e um conversor de potência de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 ou 27 .
34. Estação eólica, caracterizada pelo fato de compreender: uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa; e uma pluralidade de turbinas de vento de acordo com a reivindicação 33; onde os respectivos conversores de potência (la a ld) da pluralidade de turbinas de vento são conectados em conjunto em paralelo à rede de suprimento (NETWORK) por uma conexão em paralelo (72) , e onde o sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) de cada conversor de potência é derivado a partir de uma comparação de um sinal de demanda de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE REFERENCE) e um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK) que é medido no ponto em que a conexão em paralelo (72) é conectada à rede de suprimento (NETWORK).
35. Estação eólica, de acordo com a reivindicação 34, caracterizada pelo fato de cada conversor de potência individual (la a ld) incluir um transformador elevador (6a a 6d) eletricamente conectado entre o filtro associado (16a a 16d) e a conexão paralela (72).
36. Estação eólica, de acordo com a reivindicação 34 ou 35, caracterizado pelo fato de ainda compreender um transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
37. Estação eólica, de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de o sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK B) ser medido no lado de rede de suprimento do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
38. Estação eólica, de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de o sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK A) ser medido no lado de conexão em paralelo do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
39. Método de operação de um conversor de potência que pode ser usado para se ter uma interface com um gerador (4) que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável para uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência compreendendo: um primeiro retificador/inversor ativo (10) eletricamente conectado ao estator do gerador (4) e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; um segundo retificador/inversor ativo (14) incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; uma ligação dc (12) conectada entre o primeiro retificador/inversor ativo (10) e o segundo retificador/ inversor ativo (14); um filtro (16) conectado entre o segundo retificador/ inversor ativo (14) e a rede de suprimento (NETWORK), o filtro (16) incluindo terminais de rede; um primeiro controlador (18) para o primeiro retificador/inversor ativo (10); e um segundo controlador (4 6) para o segundo retificador /inversor ativo (14); caracterizado pelo fato do método compreender as etapas de: o primeiro controlador (18) usar um sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a obtenção do nivel desejado de voltagem de ligação dc que corresponde ao sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) ; e o segundo controlador (4 6) usar um sinal de demanda de potência (P*) indicativo do nível de potência a ser transferido a partir da ligação dc (12) para a rede de suprimento (NETWORK) através do segundo retificador/ inversor ativo (14), e um sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) para controle dos dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a obtenção dos níveis desejados de potência e voltagem que correspondem aos sinais de demanda de potência e de voltagem (P* e VTURB*).
40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa do segundo controlador (4 6) usar uma medida da voltagem de rede de suprimento (VQ_NET) para a determinação de limites sobre a potência que pode ser exportada a partir do segundo retificador/inversor ativo (14), quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal.
41. Método, de acordo com a reivindicação 3 9 ou 40, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o segundo controlador (4 6) usar uma medida da voltagem de rede de suprimento (VQ_NET) para determinar o nível de corrente que é para ser provido a partir do segundo retificador/inversor ativo (14) para a provisão de um suporte de voltagem para a rede de suprimento, quando a voltagem de rede de suprimento se desviar de sua condição nominal.
42. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40 ou 41, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o primeiro controlador (18) usar um sinal de demanda de fluxo (Φ*) indicativo de um nível desejado de fluxo a ser obtido no gerador (4) , converter o sinal de demanda de fluxo (Φ*) em um sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a produção de quantidades elétricas de estator que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o primeiro retificador/ inversor ativo (10).
43. Método, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de a etapa de conversão do sinal de demanda de fluxo (Φ*) no sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_GEN*) ser realizada com referência a uma ou mais características (21) do gerador.
44. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42 ou 43, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o primeiro controlador (18) comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do primeiro retificador/inversor ativo (10) para a produção de quantidades elétricas de estator que obtêm a corrente de eixo em quadratura desejada para o primeiro retificador/ inversor ativo (10).
45. Método, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de: o segundo controlador (46) suprir um sinal de controle (IDC_LIM) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes para o primeiro controlador (10) durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento; e o primeiro controlador (10) comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (IDC_GEN*) usando o sinal de controle (IDC_LIM) a partir do segundo controlador (46) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado (IDC_GEN*_LIM) e usando o sinal de demanda de corrente de ligação dc limitado (IDC_GEN*_LIM) para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10), de modo que nenhuma potência seja retirada da rede de suprimento durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
46. Método, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de o segundo controlador (46) suprir um sinal de controle (IDC_FF) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes e/ou com o sinal de demanda de potência (P*) para o primeiro controlador (18), comparação do sinal de demanda de voltagem de ligação dc (VDC_GEN*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a provisão de um sinal de saída que é adicionado ao sinal de controle (IDC_FF) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (IDC_GEN*) que é usado para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
47. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 44, 45 ou 46, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa do segundo controlador (4 6) converter o sinal de demanda de potência (P*) indicativo do nível de potência a ser transferida a partir da ligação dc (12) para a rede de suprimento (NETWORK) através do segundo retificador/inversor ativo (14) para um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador/inversor ativo (14) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo em quadratura desejada para o segundo retificador/inversor ativo (14).
48. Método, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de a etapa de conversão do sinal de demanda de potência (P*) no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) ser realizada pela divisão do sinal de demanda de potência (P*) por um sinal (VQ_NET) que é derivado a partir da voltagem nos terminais de rede do filtro (16).
49. Método, de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de a etapa de conversão do sinal de demanda de potência (P*) no sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) ser realizada pela divisão do sinal de demanda de potência (P*) por uma versão filtrada do sinal que é derivado a partir da voltagem nos terminais de rede do filtro (16).
50. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47, 48 ou 49, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa do segundo controlador (46) usar um sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional (VDC_NET*) indicativo de uma voltagem de ligação dc desejada, comparar o sinal de demanda de voltagem de ligação dc adicional (VDC NET*) com o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) para a determinação de um sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) e limitar o sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) a um valor determinado por um sinal de limitação (52) que é derivado a partir do sinal de demanda de potência (P*) para a determinação do sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador/ inversor ativo (14) durante a inicialização e a condição de operação normal do conversor de potência.
51. Método, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de adição do sinal de demanda de voltagem de corrente de eixo em quadratura ilimitado (VDC_PI_IQ_NET*) ao sinal de alimentação direta de corrente de eixo em quadratura (IQ_FF) que é derivado a partir de: (i) um sinal indicativo da potência de gerador (P0WER_FF), (ii) um sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) e (iii) um sinal de ganho (PFF_GAIN) que varia de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
52. Método, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato do sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) ser suprido para o segundo controlador (46) a partir do primeiro controlador (18).
53. Método, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato do sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) menos a saída de um controlador PI (20) de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) ser suprido para o segundo controlador (46) e ser usado pelo segundo controlador (4 6) apenas durante uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
54. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 50, 51, 52 ou 53, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o segundo controlador (46) modificar o sinal limitante que é derivado a partir do sinal de demanda de potência (P*) de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
55. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, -50, 51, 52, 53 ou 54, caracterizado pelo fato da ligação dc (12) incluir um capacitor (82) e o conversor de potência ainda compreender um sensor de corrente (80) para a medição da corrente fluindo no capacitor (82) e provendo um sinal de saída, o método ainda compreendendo as etapas de subtração do sinal de saída do sensor de corrente (80) de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador (POWER_FF) para a provisão de um sinal (IDC_NET') que é adicionado à saída do controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
56. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, -50, 51, 52, 53 ou 54, caracterizado pelo fato da ligação dc (12) incluir um capacitor (82) e o conversor de potência ainda compreender um sensor de corrente (80) para a medição da corrente fluindo no capacitor (82) e provendo um sinal de saída, o método ainda compreendendo as etapas de subtração do sinal de saída do sensor de corrente (80) de um sinal derivado a partir de um sinal indicativo da potência de gerador (P0WER_FF) para a provisão de um sinal (IDC_NET') que é adicionado e filtrado à saída do controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de ligação dc (ID_GEN*) para o primeiro retificador/inversor ativo (10).
57. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, -50, 51, 52, 53 ou 54, caracterizado pelo fato de o conversor de potência ainda compreender um sensor de voltagem para a medição da voltagem de ligação dc e a provisão de um sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) e meios para a medição da taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB), o método ainda compreendendo as etapas de modificação do valor integral de um controlador PI (20) de um controlador de voltagem de ligação dc (76) do primeiro controlador (18) por um fator predeterminado, quando o sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) for maior do que um primeiro limite (VDC_FB_THRE SHOLD) e a taxa de mudança do sinal de retroalimentação de voltagem de ligação dc (VDC_FB) for maior do que um segundo limite (dVDC_FB_dt_THRESHOLD).
58. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, -50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 ou 57, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de derivação de um sinal de demanda de corrente de eixo em quadratura (IQ_NET*_LIM) para o segundo retificador/inversor ativo (14) a partir de uma versão limitada de taxa de virada de um sinal (IQ_CAPACITY) derivado a partir da classificação de limitação de potência do segundo retificador/inversor ativo (14) que é modificada como uma função das condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes em uma situação de mergulho de voltagem de rede de suprimento.
59. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, -50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 ou 58, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o segundo controlador (46) comparar o sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo do nivel de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro (16) a um sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) para a determinação de um sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*) para o segundo retificador/ inversor ativo (14) e controlar os dispositivos de comutação de potência de semicondutor do segundo retificador/inversor ativo (14) para a produção de quantidades elétricas de filtro/rede de suprimento que obtêm a corrente de eixo contínua desejada para o segundo retificador/inversor ativo (14).
60. Método, de acordo com a reivindicação 58, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o segundo controlador (46) modificar o sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*) de acordo com as condições de voltagem de rede de suprimento prevalecentes.
61. Método, de acordo com a reivindicação 59 ou 60, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa do segundo controlador (46) modificar um sinal de erro que surge a partir da diferença entre o sinal de demanda de voltagem (VTURB *) indicativo do nível de voltagem a ser obtido nos terminais de rede do filtro (16) e o sinal de retroalimentação de voltagem (VQ_NET) medido nos terminais de rede do filtro (16) , de acordo com um sinal derivado a partir do sinal de demanda de corrente de eixo contínua (ID_NET*).
62. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 ou 61, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de derivação de um sinal de velocidade (N) indicativo da velocidade da parte móvel do gerador (4) e uso do sinal de velocidade (N) para a derivação do sinal de demanda de potência (P*).
63. Método, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de derivação do sinal de demanda de potência (P*) a partir de uma tabela de consulta (56) ou de uma função matemática, onde o sinal de velocidade (N) forma um ponteiro para a tabela de consulta (56) ou um valor para o qual a função matemática é calculada.
64. Método, de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de o sinal de velocidade (N) ser modificado por uma função de filtro.
65. Método, de acordo com a reivindicação 64, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de derivação do sinal de demanda de potência (P*) a partir de uma tabela de consulta (56) ou de uma função matemática, onde o sinal de velocidade modificado (N' ) forma um ponteiro para a tabela de consulta (56) ou um valor para o qual a função matemática é calculada.
66. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 62, 63 ou 64, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de soma do sinal de demanda de potência (P*) com um sinal derivado a partir de uma versão filtrada do sinal de velocidade.
67. Método de operação de uma pluralidade de conversores de potência (la a ld) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, -12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 ou 25 conectados em conjunto em paralelo a uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa por uma conexão em paralelo (72) , o método caracterizado pelo fato de compreender a etapa de derivação do sinal de demanda de voltagem (VTURB*) indicativo da voltagem a ser obtida nos terminais de rede do filtro (16) de cada conversor de potência a partir de uma comparação de um sinal de demanda de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE REFERENCE) e um sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK) que é medido no ponto em que a conexão em paralelo (72) é conectada à rede de suprimento (NETWORK).
68. Método, de acordo com a reivindicação 67, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de medição do sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK B) no lado de rede de suprimento do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
69. Método, de acordo com a reivindicação 67, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de medição do sinal de retroalimentação de voltagem de nível de topo (WIND FARM VOLTAGE FEEDBACK A) no lado de conexão em paralelo do transformador elevador (74) eletricamente conectado entre a conexão em paralelo (72) e a rede de suprimento (NETWORK).
70. Método de operação de uma turbina de vento, que compreende um gerador (4) que provê uma voltagem variável a uma freqüência variável e tem um estator e um rotor, um conjunto de turbina (2) que inclui pelo menos uma lâmina para rotação do rotor do gerador (4), e um conversor de potência que tem uma interface com o gerador (4) para uma rede de suprimento (NETWORK) operando a uma voltagem nominalmente fixa e a uma freqüência nominalmente fixa, o conversor de potência compreendendo: um primeiro retificador/inversor ativo (10) eletricamente conectado ao estator do gerador (4) e incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; um segundo retificador/inversor ativo (14) incluindo uma pluralidade de dispositivos de comutação de potência de semicondutor; uma ligação dc (12) conectada entre o primeiro retificador/inversor ativo (10) e o segundo retificador/ inversor ativo (14); um filtro (16) conectado entre o segundo retificador/ inversor ativo (14) e a rede de suprimento (NETWORK), o filtro (16) incluindo terminais de rede; um primeiro controlador (18) para o primeiro retificador/inversor ativo (10); e um segundo controlador (46) para o segundo retificador /inversor ativo (14); onde em resposta a uma mudança na velocidade do vento o método é caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: controle do segundo retificador/inversor ativo (14) para mudança do nível de potência exportado da ligação dc (12) , de modo que a voltagem de ligação dc mude de um nível desejado; e controle do primeiro retificador/inversor ativo (10) para importar uma corrente suficiente para a ligação dc (12) através da ponte de gerador (10) a partir do gerador (4) para restauração da voltagem de ligação dc para o nível desej ado.
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Families Citing this family (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2449119B (en) * 2007-05-11 2012-02-29 Converteam Technology Ltd Power converters
US8513911B2 (en) 2007-05-11 2013-08-20 Converteam Technology Ltd. Power converters
DE102008034532A1 (de) * 2008-02-20 2009-08-27 Repower Systems Ag Windkraftanlage mit Umrichterregelung
DE102008013415A1 (de) * 2008-03-10 2009-05-07 Siemens Aktiengesellschaft Netzverträgliche Ansteuerung einer Windenergieanlage
CN102197583B (zh) * 2008-08-29 2014-07-30 维斯塔斯风力系统集团公司 用于控制ac发电机的方法和控制设备
WO2010048961A1 (en) * 2008-10-28 2010-05-06 Technical University Of Denmark System and method for connecting a converter to a utility grid
US8269372B2 (en) 2008-12-23 2012-09-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Photovoltaic and fuel cell hybrid generation system using dual converters and single inverter and method of controlling the same
KR101133328B1 (ko) * 2008-12-23 2012-04-05 성균관대학교산학협력단 투 컨버터 및 원 인버터를 이용한 태양광-연료전지 복합 발전 시스템 및 그 제어방법
US8598741B2 (en) 2008-12-23 2013-12-03 Samsung Electro-Mechanics Co, Ltd. Photovoltaic and fuel cell hybrid generation system using single converter and single inverter, and method of controlling the same
US7804184B2 (en) 2009-01-23 2010-09-28 General Electric Company System and method for control of a grid connected power generating system
ES2378964B1 (es) * 2009-03-02 2013-02-22 Ingeteam Power Technology, S.A. Método para operar un convertidor de un generador eólico.
US7888915B2 (en) * 2009-09-11 2011-02-15 General Electric Company System for detecting generator winding faults
IT1397013B1 (it) * 2009-11-03 2012-12-20 Trevi Energy S P A Sistema di controllo di centrali eoliche con aerogeneratori equipaggiati con convertitori modulari a corrente continua.
EP2529462B1 (en) 2010-01-26 2016-12-28 Vestas Wind Systems A/S Method for emulation of synchronous machine
DK2355317T3 (da) 2010-01-28 2019-10-07 Siemens Ag Strømstyreindretning og vektorstyrefremgangsmåde til styring af effektomdannelse
US8013461B2 (en) 2010-06-22 2011-09-06 General Electric Company Power conversion system and method for a rotary power generation system
CN102332718B (zh) * 2010-06-23 2015-05-13 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮机及其操作方法、用于操作风力涡轮机的控制器
EP2589127B1 (en) * 2010-06-30 2014-06-25 ABB Technology AG A multi-terminal dc transmission system and method and means for control thereof
WO2012028150A2 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Vestas Wind Systems A/S Control of electric output of a wind park
EP2621071A4 (en) * 2010-09-22 2017-05-17 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion device
CN102005998B (zh) * 2010-11-23 2012-07-18 中国科学院电工研究所 一种双馈型风力发电机的低压穿越电路
US8174150B2 (en) * 2010-12-13 2012-05-08 General Electric Company System and method for control of a grid connected power generating system
ES2755073T3 (es) * 2011-02-23 2020-04-21 Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp Dispositivo de conversión de energía
CN102162428B (zh) * 2011-02-23 2013-12-04 深圳市华为安捷信电气有限公司 控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板
JP5681785B2 (ja) * 2011-02-23 2015-03-11 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CN102307036B (zh) * 2011-03-15 2013-06-19 隆鑫通用动力股份有限公司 一种内燃机驱动发电机组并联运行的控制方法和装置
RU2453021C1 (ru) * 2011-05-05 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Устройство регулирования отклонений напряжения и реактивной мощности электрической сети
DE102011105854B4 (de) 2011-06-03 2013-04-11 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei Auftreten eines Netzfehlers sowie eine solche Windenergieanlage
CN102897038B (zh) * 2011-07-26 2015-07-22 比亚迪股份有限公司 一种高压电容电荷泄放装置及其方法、车辆
CN102904272B (zh) * 2011-07-29 2015-07-29 通用电气公司 具有改善的瞬态事件穿越能力的能量转换系统和方法
EP2555368A1 (de) * 2011-08-04 2013-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Überwachung eines Drehstrommotors
CN102332728B (zh) * 2011-09-30 2013-06-05 长沙理工大学 一种永磁风力发电机组全风况下按给定功率控制的系统
US8693220B2 (en) * 2011-10-26 2014-04-08 General Electric Company System for improved wind turbine generator performance
WO2013096492A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Zbb Energy Corporation System and method for low speed control of polyphase ac machine
US9593667B2 (en) * 2011-12-29 2017-03-14 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generator
ES2410604B1 (es) * 2011-12-29 2014-06-24 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Método y dispositivo de conversion para ensayar aerogeneradores en campo
CN102655332B (zh) * 2012-04-28 2015-05-27 北方工业大学 不平衡电网下的无刷双馈风力发电机网侧整流器控制方法
EA025816B1 (ru) * 2012-06-07 2017-01-30 Габор Фаркас Способ управления, устройство управления и мобильное устройство накопления электроэнергии
ITMI20121666A1 (it) * 2012-10-05 2014-04-06 Wilic Sarl Impianto eolico per la generazione di energia elettrica
GB201301189D0 (en) * 2013-01-23 2013-03-06 Eltek As AC-AC converter device
KR101318124B1 (ko) 2013-06-24 2013-10-16 전북대학교산학협력단 풍력발전단지의 관성 제어 방법
CN104348342B (zh) 2013-08-02 2019-05-31 通用电气公司 电能变换系统和方法
US9593672B2 (en) * 2013-08-07 2017-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Isochronous wind turbine generator capable of stand-alone operation
CN103441686B (zh) * 2013-09-04 2015-06-17 北京天诚同创电气有限公司 风力发电变流器直流母线的制动模块的控制系统和方法
KR101398400B1 (ko) 2014-03-06 2014-05-27 전북대학교산학협력단 시변 드룹 기반 풍력발전기의 관성 제어 방법
CN103904639B (zh) * 2014-04-11 2016-02-03 曲阜师范大学 用于柔性直流输电系统的双馈型风电机组变流器控制方法
CN104079182B (zh) * 2014-06-18 2017-11-21 华为技术有限公司 逆变电源系统
EP2963800B1 (en) * 2014-07-02 2021-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Controlling parallel converter systems for wind turbines
KR101450147B1 (ko) * 2014-08-05 2014-10-13 전북대학교산학협력단 풍력발전기의 관성제어 방법
CN104779620B (zh) * 2015-03-23 2017-06-20 国家电网公司 一种配电网电压治理装置
EP3116085B1 (en) * 2015-07-07 2019-06-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Operating a wind turbine connected to a utility grid via an umbilical ac cable through a network bridge controller with power and voltage control
EP3116086B1 (en) * 2015-07-07 2019-05-22 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Operating a wind turbine being connected to a utility grid both via a hvdc power connection and via an umbilical ac cable with a network bridge controller performing a power and a voltage control
EP3116087B1 (en) * 2015-07-07 2019-06-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine connected to a utility grid via a hvdc power connection through a network bridge controller with power and voltage control
EP3156646B1 (de) 2015-10-16 2018-05-16 Nordex Energy GmbH Windenergieanlage mit einem drehzahl- und einem generatorregler
CN105221353B (zh) * 2015-11-10 2017-11-10 华北电力大学（保定） 双馈风力发电机组的叶轮气动不对称故障的诊断方法
US10069426B2 (en) * 2016-03-12 2018-09-04 Semiconductor Components Industries, Llc Active clamp flyback converter
CA2960986C (en) * 2016-03-17 2026-02-17 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Driver unit for an interior permanent magnet motor and a motor assembly using the same
CN107346894B (zh) * 2016-05-05 2020-04-10 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台
US10035584B1 (en) * 2017-05-15 2018-07-31 General Electric Company Stabilization of an erratic input to a control system
US10587121B2 (en) 2017-05-23 2020-03-10 General Electric Company Electrical power systems and subsystems
DE102017112944A1 (de) 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage oder Windpark zum Einspeisen elektrischer Leistung
ES2774695T3 (es) 2017-07-10 2020-07-22 Nordex Energy Gmbh Procedimiento para la regulación de la emisión de potencia efectiva de un parque eólico así como un parque eólico correspondiente
DE102017119743A1 (de) 2017-08-29 2019-02-28 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines mehrphasigen fremderregten Synchrongenerators einer Windenergieanlage
CN109424502B (zh) * 2017-09-04 2022-05-27 通用电气公司 用于防止风力涡轮电力系统的电压骤降的系统及方法
DE102018100084A1 (de) * 2018-01-03 2019-07-04 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung mittels Vollumrichter
CN108462201B (zh) * 2018-02-07 2021-04-20 东方电气风电有限公司 提高双馈风电机组宽额定电压和高电压穿越范围的方法
CN108631669B (zh) * 2018-04-26 2024-03-19 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种中性点电压可控的三电平直流变换电路及其控制方法
CN112020808B (zh) * 2018-04-27 2024-10-15 Ntn株式会社 水利发电系统连接系统
DE102019101048A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
IT201900002959A1 (it) * 2019-02-28 2020-08-28 St Microelectronics Srl Procedimento per la rilevazione di segnali, circuito, dispositivo e sistema corrispondenti
EP3890136A1 (de) * 2020-03-30 2021-10-06 Wobben Properties GmbH Verfahren zum betreiben eines umrichters, insbesondere einer windenergieanlage
US11549493B2 (en) * 2020-07-24 2023-01-10 General Electric Company System and method for frequency filtering of a renewable energy power system
KR102672481B1 (ko) * 2020-09-11 2024-06-05 한국전력공사 디지털그리드 전력중계 장치의 운영방법
CN113113935B (zh) * 2021-03-08 2022-05-31 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种直流电站异步发电系统功率控制方法
CN113985279B (zh) * 2021-11-01 2023-06-20 华北电力大学（保定） 一种永磁风力发电机定子绕组不对称故障诊断方法及系统
CN114977270B (zh) * 2022-03-29 2023-03-24 上海交通大学 自同步电压源全功率变换风电机组控制系统
CN120879730B (zh) * 2025-09-29 2025-12-16 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 构网型变流器限流方法、系统、设备及介质

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0736718B2 (ja) * 1985-11-22 1995-04-19 ヤマハ発動機株式会社 風力発電装置
US4956598A (en) * 1988-12-16 1990-09-11 Sundstrand Corporation Low distortion control for a VSCF generating system
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
WO1992015148A1 (en) * 1991-02-22 1992-09-03 U.S. Windpower, Inc. Four quadrant motor controller
US5317500A (en) * 1992-08-06 1994-05-31 Sundstrand Corporation Active no-break power transfer control for a VSCF power generating system
GB2295506B (en) * 1994-11-24 1999-02-10 Gec Alsthom Ltd HVDC convertor control
JPH08322298A (ja) * 1995-05-24 1996-12-03 Yamaha Motor Co Ltd 風力発電装置
US5798631A (en) * 1995-10-02 1998-08-25 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Performance optimization controller and control method for doubly-fed machines
US6269010B1 (en) * 2000-02-29 2001-07-31 Rockwell Technologies, Llc CSI based drive having feedforward control of inverter input voltage
JP2002238248A (ja) * 2001-02-08 2002-08-23 Toshiba Corp 電力変換装置の制御装置
ES2392683T3 (es) * 2002-11-01 2012-12-12 Vestas Wind Systems A/S Disposición de circuito para su uso en un sistema de turbina eólica de velocidad variable que comprende un generador de inducción de doble alimentación y un convertidor reversible
EP1625457A4 (en) * 2003-05-02 2015-04-22 Xantrex Technology Inc DUAL POWER INDUCTION GENERATING CONTROL SYSTEM
JP4269941B2 (ja) * 2004-01-08 2009-05-27 株式会社日立製作所 風力発電装置およびその制御方法
DE602004027668D1 (de) * 2004-03-12 2010-07-22 Gen Electric Verfahren zum betrieb eines frequenzumsetzers eines generators und windenergieturbine mit einem gemäss dem verfahren betriebenen generator
RU2262790C1 (ru) * 2004-05-11 2005-10-20 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии
GB2423650A (en) * 2005-02-24 2006-08-30 Alstom Power converters

Also Published As

Publication number Publication date
CA2629179C (en) 2015-03-24
EP1946436B1 (en) 2012-06-27
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