Motor dahlander funcionamiento

MicroRed

Una micro red, es un subsistema eléctrico en el que Hay: múltiples fuentes de energía distribuida (DER), también tiene Múltiples cargas distribuidas, así como distintos puntos de conexión.

Una micro red es capaz de funcionar conectada a la red eléctrica, así como , en modo isla.

Micro Red AC y DC

Una Micro red DC es aquella en la que los elementos se conectan mediante un Bus de continua. Tiene como ventajas: no hay potencia reactiva en las Líneas de trasmisión, hay un control completo del flujo de energía y se Reducen las pérdidas.

En la micro red AC los elementos se unen Mediante un bus AC. Los problemas que puede presentar la micro red AC Son los siguientes: hay que sincronizar los generadores distribuidos a La frecuencia de la red, puede haber problemas con la corriente de Entrada a los elementos construidos a base de bobinados ( Transformadores, motores, generadores de inducción …), puede haber un Desequilibrio en el sistema trifásico.

Elementos de una Micro red.Generador convencional ( grid forming).-Elementos de control, Conexión… etc.Generador distribuido (grid feeding o grid Supporting).Fuente de energía renovable, inversor, control… etc.

Elementos de almacenaje de energía.Cargas.

FUNCIÓN DEL DROOP CONTROL

Mantener estable la tensión del DC bus de la micro red mediante la inyección de corriente.

FUNCIÓN DEL DROOP CONTROL EN MICRO REDES AC

Mantener La tensión de la red mediante el control de la potencia reactiva, Mantener la frecuencia de la red mediante el control de la potencia Activa

¿EN QUÉ SITUACIÓN LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN DISTRIBUIDO CONECTADOS A MICRO-RED A TRAVÉS DE CONVERTIDORES TIENE QUE HACER EMULACIÓN DE INERCIA Y EN QUÉ CONSISTE?

Cuando el sistema de Generación distribuida actúa con el rol de grid suporting. El lazo de Control del control del convertidor de potencia del sistema de Generación distribuido 

GRID FORMING

Es el generador que impone la tensión y frecuencia de la red. Suele ser un generador de tipo convencional.

GRID SUPORTING

Contribuye Al balance de potencias. Inyecta potencia activa de tal manera que Ayuda a controlar la frecuencia de la red. También inyecta la potencia Reactiva para ayudar a controlar la tensión de la red.

GRID FEEDING

Toma Como referencia la frecuencia de la red, e inyecta la potencia activa y Reactiva que se le manda. No contribuye al balance de potencias, sin Importar el estado de la red...

CÓDIGOS DE RED

Son Documentos normativos, o de doctrina. Explican cómo deben comportarse Los controladores de la electrónica de potencia que conectan a la red Eléctrica las fuentes de energía renovables. Estos documentos Especifican como se debe de hacer el grid-supporting.

STATCOM(INVERSORES)

Es Un dispositivo regulador utilizado en sistema de transmisión de Electricidad de corriente alterna. Es un Compensador Estático Síncrono. El STATCOM es un convertidor de tensión(VSC) basado en tecnología IGBT Con una estrategia de control vectorial para la generación de energía. Además tiene condensadores para el almacenamiento de energía.

IGBT(Insulated gate bipolar transistor)

Es Un dispositivo semiconductor que generalmente se utiliza como Interruptor controlado. Este dispositivo tiene las señales de puerta de Los transistores de efecto de campo con la capacidad de alta corriente y Bajo voltaje de saturación del transistor bipolar, combinada una puerta Aislada FET para la entrada de control y un transistor bipolar como Interruptor de un solo dispositivo.

SOLAR

JUSTIFICACIÓN DE UN CONVERTIDOR TIPO BOOST CONECTADO A LAS PLACAS

Tiene 2 funciones:-Ejecutar el algoritmo de MPPT.-Elevar la tensión del bus De continua, para poder inyectar corriente a la red aún cuando las Placas solares no tengan irradiancia máxima.

CORRIENTE DE FUGAS

En Cualquier instalación eléctrica, por el conductor de protección circula Cierta corriente a tierra, conocida como corriente de fugas. Estas Fugas de corriente se producen a través del aislamiento que rodea a los Conductores y por los filtros que protegen los equipos electrónicos.

La Modulación bipolar no crea corrientes de fuga poque no hay estados 0, Esto quiere decir que la tensión a la salida del inversor nunca es cero. Con modulación unipolar si que hay estados 0. 

EÓLICA

¿ POR QUE NO SE INCLUYEN EL ESQUEMA DEL CONTROL DEL CONVERTIDOR DE POTENCIA EN LOS ESQUEMAS DE CONTROL SIMPLIFICADOS ?

Como El lazo de control del convertidor de potencia es mucho más rápido que El control de la turbina se presupone que es un bloque de ganancia 1.

EFECTOS DE UN HUECO DE TENSIÓN SOBRE UN AEROGENERADOR

Cuando Se produce un hueco de tensión, la potencia en el PCC cae bruscamente. Por esta razón la potencia generada por el generador es mayor que la Entregada a la red.

Esta situación tiene como efecto un exceso de Energía que puede hacer que el generador se desconecte. Esto se puede Evitar:+Activando el crowbar (solución hardware)+Sobredimensionando los Componentes (hardware)+Almacenando la energía en el DC bus del Convertido back to back (hardware)+Generando una nueva referencia de Corriente menor ( solución software).

VENTAJAS DEL GENERADOR SÍNCRONO FRENTE AL DE INDUCCIÓN

Se puede controlar tanto la potencia activa como reactiva

El Sistema de excitación ( los imanes del motor, que no son imanes son Bobinas generando campo magnético) se puede controlar fácilmente.

No existe deslizamiento.La relación par velocidad no es fija.

VENTAJAS DEL GENERADOR DE INDUCCIÓN FRENTE AL SÍNCRONO

+Son Más robustas y económicas.+Pueden hacerse de manera económica sistemas De velocidad variable.+Se pueden utilizar convertidores full power y Reduced power.

VENTAJAS EN INCONVENIENTES DE LA VELOCIDAD FIJA FRENTE A LA VARIABLE

A Velocidad fija, el generador sólo extraerá máxima potencia a la Velocidad de viento nominal. Se necesitaría una reductora con varias Relaciones de multiplicación para poder cambiar la velocidad de giro del Generador.

A velocidad variable, se cambia la velocidad de giro En función del viento para que el generador siga la curva de máxima Potencia. En caso de superar la velocidad de giro máxima se cambia el ángulo de paso de las palas para reducir la velocidad.

FUNCIONAMIENTO DE CONTROL EN VELOCIDAD VARIABLE

Se Deben ordenar la velocidad de giro de giro de la turbina, potencia Eléctrica entregada y ángulo del paso de la pala. Métodos:+Medir el Viento y fijar la velocidad de giro de máxima potencia.+Estimar el par De salida, y a partir de el fijar la velocidad del rotor.Ajustar el par Eléctrico en función de la velocidad del rotor, para conseguir par Eléctrico máximo en todo momento.

El control del ángulo del paso de la pala se aplica cuando se supera la velocidad de giro máxima. 

DFIG Doubly fed induction generator

SECUENCIA DE CONEXIÓN DE LA TURBINA EÓLICA

+Se Conecta el interruptor 1 para cargar el condensador del DC bus.+Cuando Se carga el condensador se cierra el interruptor 2 para energizar el Stator y arrancar el generador. Se abre el interruptor 1.+Cuando esta Funcionando se cierra el interruptor 3 para entregar potencia a la red.

CROWBAR

El Sistema crowbar se activa cuando detecta un pico de corriente en el bus De DC, aísla la electrónica de potencia y el generador para proteger Ambas partes.

Cuando cortocircuita el generador actúa como freno Eléctrico, baja impedancia se traduce en mayor par eléctrico que Exigimos al motor

FILTRO du/dt

Detecta picos de voltaje en el generador

FILTRO LCL:

¿Adapta impedancias de la red y el convertidor VSC?

Tiene Un comportamiento similar al filtro L en bajas frecuencias, pero al ser Un filtro de 3r orden produce un filtrado mas agresivo a partir de la Frecuencia de diseño.

PLL (phase locked-loop)Es un sistema Realimentado cuyo objetivo principal consiste en la generación de una Señal de salida con amplitud fija y frecuencia coincidente con la de la Entrada, dentro de un margen determinado.

FUNCIÓN DE UN PLL

Sincronizar un convertidor de potencia con la red eléctrica, detectar variaciones de la frecuencia en la red.

DIFERENCIAS DE SINTONIZAR EL PLL EN d O q.

Cuando En el PLL se toma como referencia ed, se fuerza con el lazo de control a Que sea 0 (con la consigna). El PLL se sintoniza con ed y se obtiene la Frecuencia de la red trifásica pero retrasada 90º.

Cuando en el PLL se toma como referencia eq, se fuerza con el lazo de control a que Sea 0 (en este dibujo la consigna también es 0).

En este caso, al sintonizar el PLL con eq, se obtiene la frecuencia de la red trifásica pero sin desfase. 

ES NECESARIO UN PLL PARA CONTROL EN EJES ???????? (stationary reference Coordinates)Aunque la frecuencia de red es ????=????????????????????(????????????????), esto Solo es valido cuando el sistema está balanceado y completamente libre De perturbaciones o armónicos. Para poder hacer control en ejes ???????? Hay Que estimar la frecuencia de la red con un PLL. Como no se separan la Secuencia positiva de la negatica, ni los armónicos hay que estrechar el Ancho de banda del PLL para filtrar todo lo que no sea el armónico Fundamental de secuencia positiva. Esto relantiza la respuesta del PLL.

FUNCIÓN DE LOS SEPARADORES DE SECUENCIA A LA ENTRADA DE UN PLL. Obtener la frecuencia de la secuencia positiva, para sincronizar Perfectamente el convertidor de potencia con la red eléctrica.

DIFERENCIA ENTRE UN SOGUI-QSG Y UN DSC

Son Algoritmos para diseñar en los PLL la cuadratura (la misma señal pero Desfasada 90º) que necesita el pll para hacer sus cosas.-DSC( Delayed Signal cancellation): un buffer almacena la señal y la escupe 90º Después. Se usa con la transformación de fasores dq (synchronous Rotating coordinates).-SOGUI(Second Order Generalized Integrator): Consigue la señal desfasada 90º con los retardos producidos por un Integrador de segundo orden, además filtra muy bien distorsiones de alta Frecuencia.Se usa con la transformación de fasores αβ (stationary Reference coordinates)

SIGNIFICADO DE ALMACENAMIENTO HIBRIDO

Hay dos elementos que almacenan energía: el supercondensador y la batería.

PICOS INSTANTÁNEOS Y ELEVADOS vs CONTANTES Y MODERADOS

El Supercondensador es capaz de dar picos de corriente muy altos durante Un periodo corto de tiempo, por lo que responde ante demanda bruscas de Potencia. Mientras que la batería mantiene un flujo contante de potencia Hacia el motor durante la mayoría del tiempo.

FUNCIONES DEL CONVERTIDOR DC Y AC

El Convertidor AC es el encargado de entregar potencia al motor, y en caso De frenada regenerativa transfiere la energía generada por el motor a La batería y el supercondensador.

El convertidor DC se encarga de elevar la tensión del supercondensador e igualarla con la de la batería.

CARGA CON FACTOR DE POTENCIA CASI 1

El único dispositivo conectable a la red eléctrica que se haya estudiado Con un factor de potencia muy próximo a 1 es el rectificador trifásico.