Wind to Power System SISTEMA DE COMPENSACION DE HUECOS DE TENSIÓN CONFORME AL P.O Sistema de compensación serie sin transformador

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Gustavo Montes Soriano
hace 5 años
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1 Wind to Power System SISTEMA DE COMPENSACION DE HUECOS DE TENSIÓN CONFORME AL P.O. 12.3

2 Índice 1.- Presentación 2.- Descripción n del sistema 3.- Características fundamentales 4.- Requisitos del P.O Resultados 6.- Conclusiones 2

3 Presentación La empresa W2PS ha diseñado y desarrollado (patente en tramitación PCT/ES26/721) un novedoso sistema de compensación de generadores asíncronos basado en un inversor estático conectado directamente (sin transformador) en serie con la línea de alimentación. La aplicación principal de este sistema es dotar a los aerogeneradores de velocidad fija de la capacidad de continuidad de suministro frente a huecos de tensión conforme a lo especificado en el P.O

4 Descripción del sistema GA Compensador Serie RED 4

5 Descripción del sistema in out Chopper DC Bus Inversor Filtro 5

6 Características fundamentales -Conexión serie a la red sin transformador -Desacopla el generador de la red, por lo que en el caso de perturbación de red (huecos de tensión) evita pares torsionales bruscos en el eje del aerogenerador -Continuidad de suministro frente huecos de tensión, incluidos fallos desequilibrados (control por fase) -Dota a los generadores asíncronos de jaula de ardilla, instalados en los aerogeneradores de velocidad fija, de la capacidad de continuidad de suministro frente huecos de tensión, según se especifica en el P.O

7 Características fundamentales -Control dinámico de potencia reactiva -Control de reactiva durante el hueco para limitar los consumos de reactiva del generador según lo especificado en el P.O Dota al aerogenerador de la capacidad de reactiva necesaria para alcanzar el complemento máximo por reactiva establecido en el RD 661/27 7

8 Características fundamentales -Pérdidas reducidas en operación continua al carecer de transformador de conexión -Opción de eliminar completamente las pérdidas en operación continua y realizar la compensación de reactiva mediante un dispositivo paralelo. Sistema diseñado UNICAMENTE para huecos de tensión 8

9 Características fundamentales -Arranque suave (por aumento progresivo de la tensión del estator) -Optimización de pérdidas (posibilidad funcionamiento con campo debilitado a bajas cargas) -Amortiguamiento de flujo del estator durante la falta, reducción de oscilaciones de par y potencia -Reducido coste /MW compensado 9

10 Requisitos del P.O Curva tensión - tiempo Curva corriente reactiva - tensión 1

11 Requisitos del P.O Consumos de activa y reactiva máximos admisibles 11

12 Hueco trifásico 1 Tensión de red Fase-neutro 5 [V] -5-1 tiempo [s] 12

13 Hueco trifásico (carga parcial) 4 PQ red [kw, kvar] I q /I total [pu].5 tiempo [s] 13

14 Hueco trifásico (carga parcial) FALTAS TRIFÁSICAS (REQUISITOS P.O. 12.3) ZONA A RESULTADOS Consumo Q<6% Pn (2 ms) ZONA B. pu Consumo P<1% Pn (2 ms) Consumo Q<5% Pn (2 ms) Ir/Itot >.9 p.u. ZONA C. pu +.1 pu +.96 pu Consumo Ir<1.5 In (2ms) +.54 pu 14

15 Hueco trifásico (carga parcial) 154 Velocidad del rotor [rpm] Par electromagnetico [Nm] Is abc [A] -5 tiempo [s] 15

16 Hueco trifásico (plena carga) 1 PQ red [kw, kvar] I q /I total [pu].5 tiempo [s] 16

17 Hueco trifásico (plena carga) FALTAS TRIFÁSICAS (REQUISITOS P.O. 12.3) ZONA A RESULTADOS Consumo Q<6% Pn (2 ms) ZONA B +.15 pu Consumo P<1% Pn (2 ms) Consumo Q<5% Pn (2 ms) Ir/Itot >.9 p.u. ZONA C. pu +.15 pu +.96 pu Consumo Ir<1.5 In (2ms) +.62 pu 17

18 Hueco trifásico (plena carga) 152 Velocidad del rotor [rpm] Par electromagnetico [Nm] Is abc [A] -2 tiempo [s] 18

19 Hueco bifásico 1 Tensión de red Fase-neutro 5 [V] -5-1 tiempo [s] 19

20 Hueco bifásico (carga parcial) 4 PQ red [kw, KVAr] I q /I total.5 [pu] tiempo [s] 2

21 Hueco bifásico (carga parcial) FALTAS TRIFÁSICAS (REQUISITOS P.O. 12.3) ZONA B RESULTADOS Consumo neto Er<4%Pn 1ms Consumo Q<4% Pn (2 ms) Consumo neto Ea<45%Pn 1ms Consumo P<3% Pn (2 ms). pu. pu. pu. pu 21

22 Hueco bifásico (carga parcial) 154 Velocidad del rotor [rpm] Par electromagnetico [Nm] Is abc [A] -5 tiempo [s] 22

23 Hueco bifásico (plena carga) 1 PQ red [kw, KVAr] I q /I total.5 [pu] tiempo [s] 23

24 Hueco bifásico (plena carga) FALTAS TRIFÁSICAS (REQUISITOS P.O. 12.3) ZONA B RESULTADOS Consumo neto Er<4%Pn 1ms Consumo Q<4% Pn (2 ms) Consumo neto Ea<45%Pn 1ms Consumo P<3% Pn (2 ms). pu. pu. pu. pu 24

25 Hueco bifásico (plena carga) 152 Velocidad del rotor [rpm] Par electromagnetico [Nm] Is abc [A] -2 tiempo[s] 25

26 Conclusiones -El sistema de compensación permite cumplir los requisitos de continuidad de suministro frente a huecos de tensión establecidos en el P.O El sistema de compensación tiene capacidad de regulación dinámica de potencia reactiva: puede emplearse también para alcanzar el máximo complemento por reactiva establecido en RD 661/27 -El sistema de compensación tiene un coste reducido por MW compensado. 26

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