WO2006123006A1 - Sistema de generacion distribuida con mejora de la calidad de servicio de la red electrica - Google Patents

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disturbances
inverter
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Angel Matías ALONSO RODRIGUEZ
Luis Fernandez Beites
Dionisio Ramirez Prieto
Santiago Sabugal Garcia
Juan Carlos Ballesteros Aparicio
Silvia Burgos Rodriguez
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Endesa Generacion, S.A.
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    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Definitions

  • the present invention relates to a distributed generation system with improvement of the quality of service (Power Quality in the English nomenclature) of the power grid.
  • the system object of the present invention in addition to generating electrical energy, is capable of eliminating the aforementioned disturbances.
  • the disturbance No. 7 - loss of generator sets - is not in itself a manifest disturbance, but it can lead to variations in frequency and / or voltage if the electrical system does not have the ability to react quickly to the loss from some generating group.
  • Voltage fluctuations produce variations in the luminous flux emitted by the lamps, which produces the so-called “flicker” (flickering).
  • This effect is defined as the impression of instability of the visual sensation, due to a light stimulus whose luminosity or spectral distribution fluctuates over time.
  • This effect produces an increase in fatigue in people, the sensitivity being maximum for voltage fluctuations whose frequencies are in the area of 8 to 10 Hz.
  • -Tension hollow The strong reduction of the tension during the voltage gap causes the asynchronous motors to decrease their speed due to the reduction of the motor torque, and at the end of the disturbance the motors re-accelerate absorbing a strong intensity that can cause the disconnection of the affected installation.
  • - Voltage collapse The voltage collapse consists of a permanent voltage drop in a part of the electrical system subjected to a temporary voltage reduction, when there are consumers in this area that have a constant power characteristic. This characteristic means that any temporary reduction of the voltage is increased and maintained due to the increase in the current absorbed by the load.
  • the acceleration of the group during the reclosing time may be such that it must be disconnected after the reconnection of the line.
  • the distributed generation system of the invention has a constitution that, in addition to generating electricity, is optimal for compensating the described disturbances.
  • the system comprises a direct current generation equipment (for example, a fuel cell) or an alternating current generator, whose output is adapted by means of a DC / DC converter (or AC / DC if it is treated of an AC generator) and is in parallel with an energy storage device High speed electrical response (ultracapacitor, battery, superconducting coil, etc.).
  • a direct current generation equipment for example, a fuel cell
  • an alternating current generator whose output is adapted by means of a DC / DC converter (or AC / DC if it is treated of an AC generator) and is in parallel with an energy storage device High speed electrical response (ultracapacitor, battery, superconducting coil, etc.).
  • the voltage at the common or connection point of both previous elements is converted into alternating current by means of an inverter (dc / ac converter), regulated in voltage by means of a vector control that continuously samples the parameters of the network and that it allows the active power and the reactive power that the system supplies, through a filter and a
  • FIG 1 shows the general scheme of the system of the invention.
  • FIGS 2, 3 and 4 show the simplified internal implementation of the inverter vector control of the system of the invention to detect and compensate for different types of disturbances.
  • the system 1 of the invention is an alternating current generation system typically usable in a distributed generation model, and which makes it possible to compensate for the different disturbances referred to by independently controlling the values of active power and reactive power that it exchanges with the network through an investor
  • a fuel cell 2 as an energy generating element in a distributed generation system that together with the storage equipment 4 of great rapidity of response, form an assembly that is capable of supplying or absorb the amounts of active and reactive power that are demanded for the compensation of the disturbances.
  • DC / DC converter 3 that is in parallel with the electrical energy storage equipment 4 of very rapid response, and which can consist, for example, of an ultracapacitor, a battery, a superconducting coil, etc.
  • the voltage at the common point of 3 and 4 is converted into alternating current by means of an inverter 5 regulated in voltage by means of a vector control 7 that continuously samples the parameters of the network 9, fundamentally the voltage and the frequency.
  • the system can vary very quickly the active and reactive power that supplies the network through a filter 6 and a transformer 8, to compensate for the detected disturbances.
  • the control 7 of the inverter elaborates in a first stage the corresponding setpoints of l d q through the characteristic regulators Pl whose constants They are adjusted according to the characteristics of the network.
  • the dyq components of the spatial phasor of the voltage that the inverter 5 must generate are determined taking into account the dyq components of the voltage phasor of the network and the characteristics R and L of the filter 6 and the transformer 8 located between the inverter and the network according to the relationships:
  • Uconvd Ud + R Id + L - - ⁇ L Ig 't
  • Uconvq Uq + R Iq + L ⁇ - ⁇ CO L Id dt dt
  • the regulation on the "d" axis controls the active power that is exchanged between the system and the power grid through the inverter 5, the filter 6 and the transformer 8 and, through this exchange, the frequency of the network is maintained in the setpoint
  • Control 7 is preferably implemented by a digital signal processor (DSP).
  • DSP digital signal processor
  • Control 7 must calculate the reactive power that must be provided or absorbed from the network at any time. To do this, adopt the configuration shown in Figure 2.
  • the value of the network voltage is variable, which forces us to obtain a continuous measurement of its magnitude since it is the variable to be controlled.
  • the control 7 therefore implements an operator circuit 10 that makes a measurement of the module of the voltage of the three-phase network in each program cycle instead of doing it whenever a maximum instantaneous value is reached, in order to obtain a greater degree of control and response speed.
  • the circuit 10 calculates in each program cycle the voltage of the network in static coordinates Ux and Uy. With this procedure, the value of the grid voltage can be obtained with a frequency 50-100 times higher than that obtained when only the maximum instantaneous value is measured, depending on the extent of the control program and, therefore, on its duty cycle .
  • a comparator 11 compares this value with the mains voltage reference 12, generating an error signal that a regulator Pl (proportional-integral) 13 transforms into a reactive power reference by means of its equivalent in terms of quadrature current / ⁇ , *, that another comparator 14 compares with its value measured by the corresponding operator circuit 15, implementing at the output of this second comparator 14 another regulator Pl 16 that provides the voltage reference in the quadrature axis, Usq *, to inject into Ia network the reactive power needed through the inverter, on which a spatial vector modulator 17 acts.
  • an operator circuit 18 since the effects of the actions performed on the direct and quadrature axes are not completely independent, an operator circuit 18 must be introduced to decouple them.
  • the control system for the three voltage disturbances considered is basically the same, naturally changing the constants of regulators 13 and 16.
  • the vector control 7 For the compensation of the simultaneous frequency and voltage variations, the vector control 7 must obtain the active power values that must be exchanged between the system and the network to regulate the frequency variations, and as it is considered that these disturbances are accompanied by variations voltage since these disturbances are usually caused by the presence in the network of fluctuating loads that demand variable active and reactive power, they must also obtain reactive power values to compensate for voltage variations.
  • a control has been designed that adapts well to the transient regimes of the processes that occur in electrical systems. Its configuration is shown in Figure 3.
  • the detection of the frequency variations Ia is carried out by means of the implementation of a comparator 19 that compares the measurement in the network with the setpoint frequency 20.
  • the comparison error is sent to a regulator Pl 21 which generates a setpoint of magnitude equal to the direct axis current component, Id, (proportional to the active power) necessary to reduce the error.
  • the innermost loop compares the setpoint id * by another comparator 22, with the actual value in the network measured by the operator circuit 15 and the comparison error is taken to a second regulator Pl 23.
  • the signal obtained from this Second regulator sets the voltage reference on the direct axis, Usd *.
  • the compensation of the voltage variations Ia performs analogously to the previous case (fig 2), by means of an operator circuit 10 that obtains the module of the three-phase network voltage, which is compared in the comparator 11 with the mains voltage reference 12, generating an error signal that the Pl 13 regulator transforms into a reactive power reference by its equivalent in terms of quadrature current l * q .
  • the resulting value accesses the second regulator Pl 16 which provides the reference voltage on the quadrature axis, Usq *, to inject into the network the necessary reactive power.
  • the operator circuit 18 that introduces the term ⁇ is implemented. ! _. / ⁇ , applied to the voltage reference in the d-axis, Usd * and the operator circuit 24 that introduces the term ⁇ .Ll d applied to the voltage reference in the q-axis, Usq *, rushing the output to the space vector modulator 17.
  • the improvement of the transient stability of generators Ia realizes the system by absorbing a determined active power during a given time also when the loss of the power supplied by the generator is produced by a fault of the line 9.
  • the vector control determines the active power that It must be absorbed by the system to limit the acceleration of the generator 25.
  • the advantage of vector control is that it adapts well to the transient regimes of the processes that occur in electrical systems.
  • the signal that makes the system intervene is the disconnection of the circuit breaker 26 due to the action of the protections.
  • the setpoint 27 of active power to be absorbed by the fuel cell system is transformed into a current reference on the direct axis id * by an operator circuit 28 whose output is connected to a comparator 29 which compares it with the actual intensity id in the network measured by the operator circuit 15, and the comparison error is taken to the regulator Pl 30.
  • the signal obtained in this regulator sets the voltage reference on the direct axis, Usd *.
  • a term must be introduced to decouple them through the operator circuit 24, which decouples the effect of the direct axis on the quadrature axis through the term ⁇ . Ll d applied to the reference tension in the axis q, Usq *.
  • the output rushes to the spatial vector modulator 17, which is what acts on the inverter 5.

Abstract

Sistema de generación distribuida con mejora de la calidad de servicio de la red eléctrica; de los que suministran energía eléctrica en un modelo distribuido, siendo capaces de inyectar y absorber energía activa y reactiva a la red mediante filtros y transformadores de potencia compensando diversas perturbaciones; que comprende un equipo de generación de corriente continua; un convertidor de corriente continua a corriente continua; unos medios de almacenamiento de energía de alta velocidad de respuesta en paralelo; y un inversor de corriente continua a corriente alterna que genera energía alterna trifásica partiendo de la energía proporcionada por el equipo generador, siendo regulado el inversor en tensión por medio de un control vectorial que muestrea en continuo los parámetros de la red para ajustar con elevada velocidad de respuesta las cantidades de potencia activa y reactiva que el sistema debe intercambiar con la red eléctrica para anular o reducir las perturbaciones.

Description

SISTEMA DE GENERACIÓN DISTRIBUIDA CON MEJORA DE LA CALIDAD DE SERVICIO DE LA RED ELÉCTRICA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un sistema de generación distribuida con mejora de Ia calidad de servicio (Power Quality en Ia nomenclatura inglesa) de Ia red eléctrica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El funcionamiento de los aparatos que utilizan Ia energía eléctrica es óptimo, cuando Ia alimentación eléctrica presenta valores de tensión y de frecuencia muy próximos a los asignados (nominales) de dichos aparatos, y además, Ia onda de tensión es prácticamente senoidal (ausencia de armónicos). También es necesario que las interrupciones del servicio eléctrico (cortes) sean muy poco frecuentes, ya que estas interrupciones causan perjuicios a los usuarios, perjuicios que en ocasiones son puramente psicológicos, pero que frecuentemente se traducen en importantes pérdidas económicas al afectar a Ia producción de los procesos industriales.
En las redes eléctricas se presentan diferentes perturbaciones que modifican las condiciones ideales de Ia alimentación eléctrica afectando así más o menos gravemente Ia calidad del servicio eléctrico prestado a los usuarios.
Las perturbaciones que más frecuentemente se presentan en las redes eléctricas y que originan una disminución de Ia calidad del servicio eléctrico prestado los consumidores, son:
1. Corte de tensión.
2. Armónicos.
3. Fluctuaciones de tensión. 4. Hueco de tensión.
5. Colapso de tensión. 6. Variación de frecuencia (aumento y disminución).
7. Pérdida de grupos generadores por inestabilidad transitoria.
El sistema objeto de Ia presente invención, además de generar energía eléctrica, es capaz de eliminar las perturbaciones citadas.
Para eliminar el primer tipo de perturbación de Ia lista anterior, -el corte de tensión-, no hay implementación práctica en Ia invención pues se conocen sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI o UPS según Ia nomenclatura inglesa) que ya Ia eliminan. Asimismo tampoco se incluye Ia implementación destinada a Ia compensación de Ia perturbación n° 2 - armónicos- para cuya eliminación existen otros medios tecnológicos, tales como filtros (pasivos y activos), inyección armónica, etc.
Por otra parte Ia perturbación n° 7 -pérdida de grupos generadores- no es en sí misma una perturbación manifiesta, pero puede dar lugar a variaciones de frecuencia y/o de tensión si el sistema eléctrico no tiene Ia capacidad de reaccionar rápidamente ante Ia pérdida de algún grupo generador.
Estas perturbaciones tienen los siguientes efectos:
-Fluctuaciones de tensión: Las fluctuaciones de tensión producen variaciones en el flujo luminoso emitido por las lámparas, Io que produce el denominado "flicker" (parpadeo). Este efecto se define como Ia impresión de inestabilidad de Ia sensación visual, debido un estímulo luminoso cuya luminosidad o reparto espectral fluctúan en el tiempo. Este efecto produce un incremento de fatiga en las personas, siendo máxima Ia sensibilidad para las fluctuaciones de tensión cuyas frecuencias están en Ia zona de 8 a 10 Hz.
-Hueco de tensión: La fuerte reducción de Ia tensión durante el hueco de tensión hace que los motores asincronos disminuyan su velocidad por efecto de Ia reducción del par motor, y al finalizar Ia perturbación los motores reaceleran absorbiendo una fuerte intensidad que puede producir Ia desconexión de Ia instalación afectada. -Colapso de tensión: El colapso de tensión consiste en una caída de tensión permanente en una parte del sistema eléctrico sometida a una reducción transitoria de tensión, cuando en esta zona existen consumidores que tienen una característica de potencia constante. Esta característica hace que cualquier reducción transitoria de Ia tensión se incremente y se mantenga debido al aumento de Ia corriente absorbida por Ia carga.
-Variación de frecuencia: Las variaciones de frecuencia tienen influencia sobre todo en el funcionamiento de los motores eléctricos, en los que causa una variación correspondiente en Ia potencia absorbida. La importancia de Ia variación de potencia depende de Ia característica mecánica de Ia máquina accionada, M = f(Ω) siendo esta afectación, definida por el factor influencia
fi = p p , máxima para los accionamientos de bombas centrífugas y dflf ventiladores.
-Pérdida de grupos generadores por inestabilidad transitoria. En caso de pérdida de carga de un grupo generador por un defecto en una línea con reenganche, Ia aceleración del grupo durante el tiempo de reenganche puede ser tal que deba ser desconectado después de Ia reconexión de Ia línea.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema de generación distribuida de Ia invención tiene una constitución que, además de generar energía eléctrica, resulta óptima para compensar las perturbaciones descritas.
De acuerdo con Ia invención, el sistema comprende un equipo de generación de corriente continua (por ejemplo, una pila de combustible) o un generador de corriente alterna, cuya salida se adapta mediante un convertidor CC/CC (o CA/CC si se trata de un generador de corriente alterna) y está en paralelo con un equipo de almacenamiento de energía eléctrica de gran rapidez de respuesta (ultracondensador, batería, bobina superconductora, etc.). La tensión en el punto común o de conexión de ambos elementos anteriores se convierte en corriente alterna por medio de un inversor (convertidor cc/ca), regulado en tensión por medio de un control vectorial que muestrea en continuo los parámetros de Ia red y que permite variar muy rápidamente Ia potencia activa y Ia potencia reactiva que el sistema suministra, a través de un filtro y un transformador, a Ia red para compensar las perturbaciones detectadas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra el esquema general del sistema de Ia invención.
Las figuras 2, 3 y 4 muestran Ia implementación interna simplificada del control vectorial del inversor del sistema de Ia invención para detectar y compensar diferentes tipos de perturbaciones.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PRÁCTICA DE LA INVENCIÓN
El sistema 1 de Ia invención es un sistema de generación de corriente alterna típicamente utilizable en un modelo de generación distribuida, y que permite compensar las diferentes perturbaciones referidas controlando de forma independiente los valores de potencia activa y de potencia reactiva que intercambia con Ia red mediante un inversor
Comprende, en un ejemplo no limitativo de Ia invención, una pila de combustible 2 como elemento generador de energía en un sistema de generación distribuida que junto con el equipo de almacenamiento 4 de gran rapidez de respuesta, forman un conjunto que es capaz de suministrar o absorber las cantidades de potencia activa y de reactiva que sean demandadas para Ia compensación de las perturbaciones.
Para ello, su salida se adapta mediante un convertidor CC/CC 3 que está en paralelo con el equipo 4 de almacenamiento de energía eléctrica de gran rapidez de respuesta, y que puede consistir por ejemplo en un ultracondensador, una batería, una bobina superconductora, etcétera. La tensión en el punto común de 3 y 4 se convierte en corriente alterna por medio de un inversor 5 regulado en tensión por medio de un control vectorial 7 que muestrea en continuo los parámetros de Ia red 9, fundamentalmente Ia tensión y Ia frecuencia.
De este modo el sistema puede variar muy rápidamente Ia potencia activa y Ia reactiva que suministra a Ia red a través de un filtro 6 y un transformador 8, para compensar las perturbaciones detectadas.
Con los fasores espaciales de Ia tensión y Ia intensidad, las expresiones de las potencias activa y reactiva inyectadas en Ia red resultan ,
Figure imgf000007_0001
siendo Ud Ia componente del fasor espacial U sobre el eje "d", ld Ia componente del fasor espacial I sobre el eje "d" e lq Ia componente del fasor espacial I sobre el eje "q".
Cuando los valores de Ia tensión y de Ia frecuencia de Ia red se desvían de sus valores de consigna, el control 7 del inversor elabora en una primera etapa los valores de consigna correspondientes de ld e lq a través de reguladores de característica Pl cuyas constantes se ajustan según las características de Ia red. En una segunda etapa, mediante otros reguladores también de característica Pl se determinan las componentes d y q del fasor espacial de Ia tensión que debe generar el inversor 5 teniendo en cuenta las componentes d y q del fasor de tensión de Ia red y las características R y L del filtro 6 y el transformador 8 situado entre el inversor y Ia red según las relaciones:
Uconvd = Ud + R Id + L — - ω L Ig 't Uconvq = Uq + R Iq + L ~- ~ CO L Id dt dt
La regulación en el eje "d" controla Ia potencia activa que se intercambia entre el sistema y Ia red eléctrica a través del inversor 5, el filtro 6 y el transformador 8 y, mediante este intercambio, se mantiene Ia frecuencia de Ia red en el valor de consigna.
En el eje "q" se realiza el control del intercambio de potencia reactiva entre el sistema y Ia red eléctrica a través de los mismos componentes 5, 6 y 8 y, mediante este intercambio, se mantiene Ia tensión de Ia red en el valor de consigna.
El control 7 se implementa preferentemente mediante un procesador digital de señales (DSP).
Para compensar las perturbaciones de tensión denominadas fluctuaciones de tensión, huecos de tensión y colapso de tensión es necesario aportar potencia reactiva y hacerlo con una elevada velocidad de respuesta. El control 7 debe calcular Ia potencia reactiva que en cada momento debe ser aportada o absorbida de Ia red. Para ello adopta Ia configuración mostrada de Ia figura 2.
El valor de Ia tensión de Ia red es variable, Io que obliga a obtener una medida continua de su magnitud ya que es Ia variable a controlar. El control 7 implementa por tanto un circuito operador 10 que efectúa una medida del módulo de Ia tensión de Ia red trifásica en cada ciclo de programa en lugar de hacerlo cada vez que se alcance un máximo valor instantáneo, para obtener así un mayor grado de control y de velocidad de respuesta.
El circuito 10 calcula en cada ciclo de programa Ia tensión de Ia red en coordenadas estáticas Ux y Uy. Con este procedimiento puede obtenerse el valor de Ia tensión de red con una frecuencia 50-100 veces superior a Ia obtenida cuando sólo se mide el valor instantáneo máximo, dependiendo de Ia extensión del programa de control y, por tanto, de su ciclo de trabajo. A continuación un comparador 11 compara este valor con Ia referencia de tensión de red 12, generando una señal de error que un regulador Pl (proporcional-integral) 13 transforma en una referencia de potencia reactiva mediante su equivalente en términos de corriente en cuadratura /<,*, que otro comparador 14 compara con su valor medido por el correspondiente circuito operador 15, implementándose a Ia salida de este segundo comparador 14 otro regulador Pl 16 que proporciona Ia referencia de tensión en el eje en cuadratura, Usq*, para inyectar en Ia red Ia potencia reactiva necesaria a través del inversor, sobre el que actúa un modulador de vector espacial 17. Por otro lado, al no ser completamente independientes los efectos de las acciones realizadas en los ejes directo y en cuadratura, debe introducirse un circuito operador 18 para desacoplarlos. En este caso, el efecto del eje en cuadratura sobre el eje directo se desacopla mediante el término -ω.L.lq aplicado a Ia referencia tensión en el eje d, Usd*. En el eje d no se realiza un bucle de control al no ser necesario un control adicional de potencia activa.
El sistema de control para las tres perturbaciones de tensión consideradas es básicamente el mismo, cambiando naturalmente las constantes de los reguladores 13 y 16.
Para Ia compensación de las variaciones de frecuencia y tensión simultáneas, el control vectorial 7 debe obtener los valores de potencia activa que debe intercambiarse entre el sistema y Ia red para regular las variaciones de frecuencia, y como se considera que estas perturbaciones van acompañadas de variaciones de tensión ya que estas perturbaciones suelen ser originadas por Ia presencia en Ia red de cargas fluctuantes que demandan potencia activa y reactiva variables, también deben obtener valores de potencia reactiva para compensar las variaciones de tensión.
Para ello se ha diseñado un control que se adapta bien a los regímenes transitorios de los procesos que se dan en los sistemas eléctricos. Su configuración se muestra en Ia figura 3. La detección de las variaciones de frecuencia Ia realiza mediante Ia implementación de un comparador 19 que compara Ia medida en Ia red con Ia frecuencia de consigna 20. El error de comparación se envía a un regulador Pl 21 que genera una consigna de magnitud igual a Ia componente de corriente en eje directo, Id, (proporcional a Ia potencia activa) necesaria para reducir el error. El bucle más interno compara el valor de consigna id* mediante otro comparador 22, con el valor real en Ia red medido por el circuito operador 15 y el error de comparación se lleva a un segundo regulador Pl 23. La señal que se obtiene de este segundo regulador fija Ia referencia de tensión en el eje directo, Usd*. La compensación de las variaciones de tensión Ia realiza análogamente al caso anterior (fig 2), mediante un circuito operador 10 que obtiene el módulo de Ia tensión de Ia red trifásica, el cual es comparado en el comparador 11 con Ia referencia de tensión de red 12, generándose una señal de error que el regulador Pl 13 transforma en una referencia de potencia reactiva mediante su equivalente en términos de corriente en cuadratura l*q. A continuación comparando este valor en el comparador 14 con su correspondiente realimentado, iq obtenido por medio del circuito 15, el valor resultante accede al segundo regulador Pl 16 que proporciona Ia referencia tensión en el eje en cuadratura, Usq*, para inyectar en Ia red Ia potencia reactiva necesaria.
Al no ser completamente independientes los efectos de las acciones realizadas en los ejes directo y en cuadratura, para desacoplarlos se implementa el circuito operador 18 que introduce el término ω. !_./<, aplicado a Ia referencia de tensión en el eje d, Usd* y el circuito operador 24 que introduce el término ω.L.ld aplicado a Ia referencia de tensión en el eje q, Usq*, acometiendo Ia salida al modulador de vector espacial 17.
La mejora de Ia estabilidad transitoria de generadores Ia realiza el sistema absorbiendo una potencia activa determinada durante un tiempo también dado cuando se produce Ia pérdida de Ia potencia suministrada por el generador por un fallo de Ia línea 9. El control vectorial determina Ia potencia activa que debe ser absorbida por el sistema para limitar Ia aceleración del generador 25. La ventaja del control vectorial consiste en que se adapta bien a los regímenes transitorios de los procesos que se dan en los sistemas eléctricos. La señal que hace intervenir al sistema es Ia desconexión del interruptor automático 26 por actuación de las protecciones. La consigna 27 de potencia activa que debe absorber el sistema de pila de combustible se transforma en referencia de corriente en el eje directo id* mediante un circuito operador 28 cuya salida se conecta a un comparador 29 que Ia compara con Ia intensidad real id en Ia red medida por el circuito operador 15, y el error de comparación se lleva al regulador Pl 30. La señal que se obtiene en este regulador fija Ia referencia tensión en el eje directo, Usd*. También, al no ser completamente independientes los efectos de las acciones realizadas en los ejes directo y en cuadratura debe introducirse un término para desacoplarlos a través del circuito operador 24, que desacopla el efecto del eje directo sobre el eje en cuadratura mediante el término ω.L.ld aplicado a Ia referencia tensión en el eje q, Usq*. Al igual que los casos anteriores, Ia salida acomete al modulador de vector espacial 17, que es el que actúa sobre el inversor 5.
Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia invención, así como Ia manera de realizarse en Ia práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims

REIVINDICACIONES
1. -Sistema de generación distribuida con mejora de Ia calidad de servicio de Ia red eléctrica; del tipo de los que suministran energía eléctrica en un modelo distribuido, siendo capaces de inyectar y absorber energía activa y reactiva a Ia red a través de filtros y transformadores de potencia para compensar diversas perturbaciones que afectan a Ia calidad del servicio eléctrico ; caracterizado porque comprende un equipo de generación de corriente continua; un convertidor de corriente continua a corriente continua; unos medios de almacenamiento de energía de alta velocidad de respuesta conectados en paralelo; y un inversor de corriente continua a corriente alterna que genera energía alterna trifásica a partir de Ia energía proporcionada por el equipo generador, siendo regulado el inversor en tensión por medio de un control vectorial que muestrea en continuo los parámetros de Ia red al objeto de ajustar con una elevada velocidad de respuesta las cantidades de potencia activa y reactiva que el sistema debe intercambiar con Ia red eléctrica para anular o reducir las perturbaciones.
2.-Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque el control vectorial dispone de medios para identificar y medir las perturbaciones de Ia red eléctrica conocidas como fluctuaciones de tensión, hueco de tensión y colapso de tensión y para actuar sobre el inversor en orden a inyectar potencia reactiva en Ia red en Ia cantidad necesaria para que se eliminen las perturbaciones.
3.-Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque el control vectorial dispone de medios para identificar y medir las perturbaciones de Ia red eléctrica conocidas como variaciones de frecuencia, con posibles variaciones simultáneas de Ia tensión, y para actuar sobre el inversor en orden a intercambiar potencia activa y reactiva con Ia red en Ia cantidad necesaria para que se eliminen dichas perturbaciones.
4.-Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque el control vectorial dispone de medios para identificar y medir Ia perturbación de Ia red eléctrica conocida como inestabilidad transitoria de un generador eléctrico para actuar sobre el inversor en orden a absorber una cantidad determinada de potencia activa durante un tiempo determinado, de forma que el generador podrá ser conectado a Ia red una vez eliminado el fallo en Ia línea.
5.-Sistema según reivindicación 2 caracterizado porque los medios implementados en el control vectorial para identificar y medir las perturbaciones conocidas como fluctuaciones de tensión, hueco de tensión y colapso de tensión, consisten en un circuito operador que obtiene el módulo de tensión de red trifásica en tiempos muy cortos; un comparador de dicha tensión con una tensión trifásica de consigna o de referencia; un regulador Pl para obtener Ia corriente en cuadratura de referencia; un circuito operador que mide el valor de corriente en cuadratura en Ia red; un comparador de Ia corriente en cuadratura de referencia con su valor medido; otro regulador Pl para obtener el valor de Ia tensión en el eje en cuadratura equivalente a Ia potencia reactiva a inyectar; un circuito operador de desacoplo para anular el efecto cruzado sobre Ia inyección de potencia activa; y un modulador de vector espacial que actúa sobre el inversor.
6.-Sistema según reivindicación 3 caracterizado porque los medios implementados en el control vectorial para identificar y medir las perturbaciones conocidas como variaciones de frecuencia, con posibles variaciones simultáneas de tensión, consisten en unos medios para identificar y medir las variaciones de frecuencia constituidos por un comparador de Ia frecuencia de red con una frecuencia de consigna o de referencia, un regulador Pl para obtener el valor de Ia corriente en el eje directo equivalente a Ia potencia activa que es necesario intercambiar para reducir el error, un circuito operador que mide los valores de las corrientes directa y en cuadratura en Ia red, un comparador de Ia corriente directa obtenida a Ia salida del regulador Pl con Ia corriente directa medida, un segundo regulador Pl para obtener el valor de Ia tensión en el eje directo equivalente a Ia potencia activa a intercambiar con Ia red y un circuito operador de desacoplo para anular el efecto cruzado sobre Ia inyección de potencia reactiva; y unos medios para identificar y medir las variaciones de tensión que comprenden un circuito operador que obtiene el módulo de Ia tensión de red trifásica en unos tiempos muy cortos, un comparador de dicha tensión con una tensión trifásica de consigna o de referencia, un regulador Pl para obtener Ia corriente en cuadratura de referencia, un comparador de Ia corriente en cuadratura de referencia con su valor medido en Ia red, otro regulador Pl para obtener el valor de Ia tensión en el eje en cuadratura equivalente a Ia potencia reactiva a inyectar y un circuito operador de desacoplo para anular el efecto cruzado sobre Ia inyección de potencia activa; actuando ambos medios sobre un modulador de vector espacial que a su vez actúa sobre el inversor.
7.-Sistema según reivindicación 4 caracterizado porque los medios para identificar y medir Ia perturbación de red eléctrica conocida como inestabilidad transitoria de un generador eléctrico consisten en un circuito operador que obtiene Ia intensidad correspondiente a una cantidad de potencia activa a absorber prefijada en caso de ocurrir esta anomalía; un circuito operador que mide el valor de Ia intensidad directa en Ia red; un comparador de Ia intensidad obtenida con Ia intensidad medida en Ia red; un regulador Pl que obtiene Ia tensión en el eje directo correspondiente a Ia potencia a absorber; y un operador de desacoplo para anular el efecto cruzado sobre Ia inyección de potencia reactiva, asociados a una señal que activa Ia intervención del sistema proveniente de Ia desconexión del interruptor automático por actuación de las protecciones, actuando sobre el inversor a través de un modulador de vector espacial.
8.-Sistema según reivindicaciones anteriores caracterizado porque el control vectorial se implementa preferentemente mediante un procesador digital de señales.
9.-Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo de generación consiste preferentemente en una pila de combustible.
10.-Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo de generación de corriente continua está constituido por un generador de corriente alterna, cuya salida se adapta mediante un convertidor de corriente alterna a corriente continua que sustituye al convertidor de corriente continua a corriente continua.
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