Tema: Flujo de carga del inversor a red

Buenas Tardes foreros;

Tengo una duda un poco básica pero que de seguro es muy importante saber la respuesta.

El inversor a red debe entregar el sobrante a la red en momentos en que la radiación solar sea máxima o la carga baje el consumo, mi pregunta es que como pasa eso? en qué momento la red necesita potencia si ella siempre está entregando? cómo funciona el flujo de carga en estos sistemas?

Sé que la pregunta es básica pero me gustaría que me ayudaran a resolver esta importante duda, también si no tienen mucho tiempo me gustaría que me facilitaran un link confiable sobre este tema.

Gracias y espero su pronta y positiva respuesta.

El inversor a red, no es que envíe a la red cuando la radiación sea máxima o baje el consumo, sino que, su electrónica está comprobando constantemente que la energía que recibe de los paneles, se aprovecha al 100%. ¿Y como lo hace? Pues, aparte de estar sincronizado con la frecuencia de la red, aumenta o disminuye, mínimamente, la tensión en sus bornas de salida: cuando la tensión del inversor es un poco mayor que la de la red, el flujo de la energía va hacia las cargas y hacia la red. Cuando las cargas son mayores que lo que el inversor puede entregar, la tensión en sus bornas es un poco menor que la de la red, y entonces el flujo va desde el inversor y desde la red a las cargas.

Es como si tienes dos baterias en paralelo. La bateria que, separada, tenga mayor tensión y ademas menor resitencia interna, entregará mayor potencia que la otra.

Asi es como se inyecta la energía en la red desde las grandes centrales (nucleares, termicas, etc) aumentando o disminuyendo un poco la tensión de los generadores: cuanto mayor sea su tensión, mayor será su aportación a la red.

Supongo que era eso lo que querias saber.

Muchas gracias por tu respuesta;

yo entiendo lo que dices perfectamente, ahora, cuando hablamos de un motor tengo entendido que esa entrega a la red pasa porque existe un desfasaje entre las tensiones, mas no aumenta el modulo de la tensión porque esta tensión la establece la red que se vería como una fuente infinita y es por esto que me genero dudas las respecto.

Que piensas de esto? todavía tengo una pequeña laguna con respecto a entender eso del aumento de tensión con respecto a una red infinita (red nacional).

Saludos.

OK. Entiendo que quieres decir que ante una red enorme que mantiene su tensión constante ante "adversas circunstancias", un "pequeño generador" no puede aumentar la tensión de la propia red.

Tienes que tener en cuenta las resistencias internas del propio generador y las de la instalación. pero ademas:


- Cuando digo aumenta o disminuye mínimamente la tensión en sus bornas de salida queria decir quetiende a aumentar o disminuir la tensión en bornas de salida.

Dices que se aumenta el desfasaje entre las tensiones. Que yo sepa esto no es asi. Para acoplar un generador a la red tiene que haber 3 condiciones: Misma frecuencia, misma tensión o ligeramente superior y estar en fase exactamente. La tensión tiene que ser ligeramente superior para que, al acoplarse, el generador entregue potencia y no se convierta en un motor síncrono que "consuma" potencia

Lo que se realiza en la práctica es aplicarle mas corriente a la excitación, con lo cual, el generador tiende a aumentar su tensión y por lo tanto a proporcionar mas potencia a la red.

Y lo mismo ocurre con un inversor a red: la electrónica tiende a aumentar o disminuir su tensión en función de la potencia que en ese instante den los paneles solares.

Asi lo entiendo yo.

Iniciado por carlos6025

El inversor a red, no es que envíe a la red cuando la radiación sea máxima o baje el consumo, sino que, su electrónica está comprobando constantemente que la energía que recibe de los paneles, se aprovecha al 100%. ¿Y como lo hace? Pues, aparte de estar sincronizado con la frecuencia de la red, aumenta o disminuye, mínimamente, la tensión en sus bornas de salida: cuando la tensión del inversor es un poco mayor que la de la red, el flujo de la energía va hacia las cargas y hacia la red. Cuando las cargas son mayores que lo que el inversor puede entregar, la tensión en sus bornas es un poco menor que la de la red, y entonces el flujo va desde el inversor y desde la red a las cargas.

el sentido del flujo de potencia tiene que ver con conseguir desfasar la corriente que inyectas respecto a la tensión de la red. Si la desfasas 180º tu inversor inyecta potencia activa..

En este foro hay gente que sabe un montón de electrónica de potencia que podrán corregirme, yo creo que para conseguir esto se utiliza la característica de que no hay variaciones bruscas de tensión en los condensadores y de corriente en las bobinas junto con elementos que abran ,cierran y conmuten los circuitos en los momentos adecuados..

Iniciado por carlos6025

OK. Entiendo que quieres decir que ante una red enorme que mantiene su tensión constante ante "adversas circunstancias", un "pequeño generador" no puede aumentar la tensión de la propia red.

Tienes que tener en cuenta las resistencias internas del propio generador y las de la instalación. pero ademas:


- Cuando digo aumenta o disminuye mínimamente la tensión en sus bornas de salida queria decir quetiende a aumentar o disminuir la tensión en bornas de salida.

Dices que se aumenta el desfasaje entre las tensiones. Que yo sepa esto no es asi. Para acoplar un generador a la red tiene que haber 3 condiciones: Misma frecuencia, misma tensión o ligeramente superior y estar en fase exactamente. La tensión tiene que ser ligeramente superior para que, al acoplarse, el generador entregue potencia y no se convierta en un motor síncrono que "consuma" potencia

Lo que se realiza en la práctica es aplicarle mas corriente a la excitación, con lo cual, el generador tiende a aumentar su tensión y por lo tanto a proporcionar mas potencia a la red.

Y lo mismo ocurre con un inversor a red: la electrónica tiende a aumentar o disminuir su tensión en función de la potencia que en ese instante den los paneles solares.

Asi lo entiendo yo.

Me tengo que citar a mi mismo para corregirme.

Despues de repasar algún que otro libro, me he dado cuenta, una vez mas, que la edad no pasa en valde y a veces la memoria me traiciona.

Con respecto al acople de un generador a una red infinita, para variar la cantidad de potencia que entrega a red, se realiza aumentando el par motor en el eje, es decir, que la turbina que mueve el generador dé mas potencia. De esta forma se consigue un ligerísimo adelantamiento en la fase con respecto a la de la red. Digamos que el generador tiende a "llegar antes" que la red y por eso tambien tiende a dar mas potencia.

Por otra parte, regulando la excitación, lo que se consigue es variar la potencia reactiva que entrega a la red.

Y en el caso de los inversores a red, pues yo diría que tiene que funcionar igual. El inversor tenderá a aumentar su desfase en función de la energía disponible en el array solar.

Y lo que dice RODRI que el inversor intecta a la red desfasando la corriente 180º, me parece que no así, ya que entraria en opsición la corriente. Sería como un cortocircuito.

Un tema complejo.

Iniciado por carlos6025

Y lo que dice RODRI que el inversor intecta a la red desfasando la corriente 180º, me parece que no así, ya que entraria en opsición la corriente. Sería como un cortocircuito.

Un tema complejo.

Pues si muy probablemente me equivoque.. pero creo que si la tension y la intensidad van en fase no tienes un inversor.. tienes una estufa....

cuando dices que entra en oposición la corriente y seria como un corto circuito no te entiendo ¿puedes explicarlo un poco mas?

hablando de temas complejos ¿como generarías o absorberlas reactiva con fotovoltaica?

[QUOTE=rodri;157582]Pues si muy probablemente me equivoque.. pero creo que si la tension y la intensidad van en fase no tienes un inversor.. tienes una estufa.... Una estufa? no te entiendo. Te pongo en esquema para explicarme mejor

cuando dices que entra en oposición la corriente y seria como un corto circuito no te entiendo ¿puedes explicarlo un poco mas? Quiero decir que si la tensión del inversor y la de la red estuviesen desfasadas 180º,cuando un polo del inversor fuese positivo, el de la red sería negativo. Y ya me diras que ocurre si cruzas los polos de dos baterias, + de una con negativo de otra, y el - de una con el + de la otra. PUMMMM!!!
Tanto la corriente y la tensión del inversor como la corriente y la tension de la red deben ir en fase, eso creo que es indiscutible



hablando de temas complejos ¿como generarías o absorberlas reactiva con fotovoltaica? Pues igual que en la red. Para absorber energia reactiva inductiva, instalando condensadores en paralelo.¿Y como se genera? pues con cargas reactivas, desde un motor hasta unos condensadores. En el primer caso sería inductiva reactiva y en el segundo inductiva capacitiva. Las dos se anulan.

Por cierto, la corriente continua de los paneles FV o baterias no generan en ningún momento energía reactiva. Eso solo se dá en corrientes alternas.[/QUOTE]

Iniciado por carlos6025

Una estufa? no te entiendo. Te pongo en esquema para explicarme mejor

ese gráfico es una estufa(una resistencia pura) la tensión y la intensidad van en fase, en un generador la tensión y la intensidad tienen signo diferente para que la potencia sea negativa.. es decir que sale del sistema.
Es decir si pusieras un analizador de redes con una sonda de tensión y una de corriente y conectaras una resistencia verías el gráfico que tu has puesto, si cambiaras la resistencia por un inversor sin cambiar la posicion de las sondas verias que la corriente se desfasa 180º..

Iniciado por carlos6025

Quiero decir que si la tensión del inversor y la de la red estuviesen desfasadas 180º,cuando un polo del inversor fuese positivo, el de la red sería negativo. Y ya me diras que ocurre si cruzas los polos de dos baterías, + de una con negativo de otra, y el - de una con el + de la otra. PUMMMM!!![/COLOR]
Tanto la corriente y la tensión del inversor como la corriente y la tension de la red deben ir en fase, eso creo que es indiscutible

claro si cortocircuitas una batería(que es una fuente e tensión) pues claro que tienes un cortocircuito ,.. pero si unes una fuente de corriente a una fuente de tensión de potencia infinita.. (impedancia cero) no pasa nada....

Iniciado por carlos6025

Pues igual que en la red. Para absorber energia reactiva inductiva, instalando condensadores en paralelo.¿Y como se genera? pues con cargas reactivas, desde un motor hasta unos condensadores. En el primer caso sería inductiva reactiva y en el segundo inductiva capacitiva. Las dos se anulan. [/COLOR]

Pero con las baterias de condensadores y las baterias de reactancias(se usan para compensar la tensión en lineas electricas cuando no estan muy cargadas) no se consigue la estabilidad de la red ya que estas baterías tienen valores fijos, para tener estabilidad tienes que tener nodos balance..(generadores que compensen la potencia activa y reactiva para mantener la tensión en el sistema) en los generadores normales (máquina síncronas) se consigue como bien decías variando el par que se aplica a la máquina para la potencia activa y variando la corriente de excitación en la reactiva.

Iniciado por rodri

ese gráfico es una estufa(una resistencia pura) la tensión y la intensidad van en fase, en un generador la tensión y la intensidad tienen signo diferente para que la potencia sea negativa.. es decir que sale del sistema.
Es decir si pusieras un analizador de redes con una sonda de tensión y una de corriente y conectaras una resistencia verías el gráfico que tu has puesto, si cambiaras la resistencia por un inversor sin cambiar la posicion de las sondas verias que la corriente se desfasa 180º..Pues lo que yo te decía, depende del punto donde lo mires. La botella medio llena o medio vacia. Pero la potencia igual que la energía siempre es positiva. Si mides con la sonda una potencia "positiva" a la salida de un generador y sin cambiar los cables colocas una resistencia y la sonda te dirá que es negativa. En la primera medida, la tensión y la intensidad iran en fase y en la resistencia irán desfasadas 180º. Desde Alicante a Madrid hay 400 y pico Km positivos y desde Madrid a Alicante hay 400 y pico Km negativos, pero todos ellos hay que andarlos de la misma forma si quieres llegar al destino.



claro si cortocircuitas una batería(que es una fuente e tensión) pues claro que tienes un cortocircuito ,.. pero si unes una fuente de corriente a una fuente de tensión de potencia infinita.. (impedancia cero) no pasa nada....
¿como que no pasa nada? te invito a que hagas la prueba. Si en el momento que la tensión en el inversor es positiva, en la red es negativa, te hace cortocircuito. ESo no me lo puedes negar. Para acoplar un generador a la red, las tensiones tiene que estar en fase. Te pongo otro esquema.


Pero con las baterias de condensadores y las baterias de reactancias(se usan para compensar la tensión en lineas electricas cuando no estan muy cargadas) no se consigue la estabilidad de la red ya que estas baterías tienen valores fijos, para tener estabilidad tienes que tener nodos balance..(generadores que compensen la potencia activa y reactiva para mantener la tensión en el sistema) en los generadores normales (máquina síncronas) se consigue como bien decías variando el par que se aplica a la máquina para la potencia activa y variando la corriente de excitación en la reactiva.

De acuerdo, pero eso de que tienen valores fijos.... ¿Cuántas baterias de condensadores escalonados hay instalados en las industrias, hospitales, etc.? ¿ y para que estan? Para mejorar el cos de phi. Va cambiando constantemente la potencia reactiva para que el cos de phi sea 1

Iniciado por carlos6025

Pues lo que yo te decía, depende del punto donde lo mires. La botella medio llena o medio vacia. Pero la potencia igual que la energía siempre es positiva. Si mides con la sonda una potencia "positiva" a la salida de un generador y sin cambiar los cables colocas una resistencia y la sonda te dirá que es negativa. En la primera medida, la tensión y la intensidad iran en fase y en la resistencia irán desfasadas 180º. Desde Alicante a Madrid hay 400 y pico Km positivos y desde Madrid a Alicante hay 400 y pico Km negativos, pero todos ellos hay que andarlos de la misma forma si quieres llegar al destino.

???
decimos lo mismo, la potencia es positiva si entra a un nodo y negativa si sale del nodo..

no entiendo el ejemplo de ir andando a alicante... como la altura sobre el nivel del mar de alicante es menor que la de madrid, como el recorrido es el mismo y el rozamiento es el mismo, si vas a la misma velocidad gastarás mas energía desde alicante a madrid que desde madrid a alicante... no tiene nada que ver con el tema pero bueno.

Iniciado por carlos6025

¿como que no pasa nada? te invito a que hagas la prueba. Si en el momento que la tensión en el inversor es positiva, en la red es negativa, te hace cortocircuito. ESo no me lo puedes negar. Para acoplar un generador a la red, las tensiones tiene que estar en fase. Te pongo otro esquema

el acoplamiento de un inversor es diferente al acoplamiento de una máquina síncrona, el inversor de conexión a red no genera ningún tipo de onda de tensión antes de estar conectado a la red..

cuando esta inyectando, la tensión en el inversor y en la red es la misma, la corriente va en sentido de la red por las propiedades de las bobinas (la corriente no varia bruscamente)(fuentes de intensidad.....). ES diferente que pensar que cortocircuitas una batería..

Iniciado por carlos6025

De acuerdo, pero eso de que tienen valores fijos.... ¿Cuántas baterias de condensadores escalonados hay instalados en las industrias, hospitales, etc.? ¿ y para que estan? Para mejorar el cos de phi. Va cambiando constantemente la potencia reactiva para que el cos de phi sea 1

me refiero a fijos a que no puedes regularlos finamente si la batería de condensadores esta compuesta por elementos de 50kVA pues regulas 50,100,150.. pero no regulas 75, ni 60 ni 70 ni 90..

[QUOTE=rodri;157755]???
decimos lo mismo, la potencia es positiva si entra a un nodo y negativa si sale del nodo.. ESo mismo. Eso es lo que quiero decir.

no entiendo el ejemplo de ir andando a alicante... como la altura sobre el nivel del mar de alicante es menor que la de madrid, como el recorrido es el mismo y el rozamiento es el mismo, si vas a la misma velocidad gastarás mas energía desde alicante a madrid que desde madrid a alicante... no tiene nada que ver con el tema pero bueno.ES un ejemplo un poco bruto. No tiene nada que ver con la altura sobre nivel del mar.Queria decir que si la distancia es positiva desde Alicante y negativa desde Madrid, pues eso, que son de diferente signo pero al fin y al cabo la energía o potencia para recorrerla es siempre positiva.




el acoplamiento de un inversor es diferente al acoplamiento de una máquina síncrona, el inversor de conexión a red no genera ningún tipo de onda de tensión antes de estar conectado a la red.. Vale, de acuerdo, pero unos milisegundos despues de desconectarse, estoy seguro de que si hay tensión.
Pero eso no es la discusión. El tema es si las tensiones del inversor y de la red estan o no en fase.

cuando esta inyectando, la tensión en el inversor y en la red es la misma, Pero, ¿que quieres decir con que es la misma? ¿los voltios son los mismos? Si, ¿ están en fase? Si. la corriente va en sentido de la red por las propiedades de las bobinas (la corriente no varia bruscamente)(fuentes de intensidad.....). ES diferente que pensar que cortocircuitas una batería..Si instalas una carga resistiva entre el inversor y la red, la potencia que dé el inversor menos la potencia que consume la resistencia será la potencia inyectada a red. Pero ¿ que significa "potencia inyectada a red"? pues es una potencia que va a parar a otras resistencias, ni mas ni menos.
Y lo mismo ocurriría en DC. Si el inversor fuese una bateria, la intensidad que sale de ella menos la que absorbiera la resistencia iría a otras cargas.




me refiero a fijos a que no puedes regularlos finamente si la batería de condensadores esta compuesta por elementos de 50kVA pues regulas 50,100,150.. pero no regulas 75, ni 60 ni 70 ni 90..Vale, de acuerdo.[/QUOTE]

Volviendo al primer post de EDUARD.UCV, él preguntaba que El inversor a red debe entregar el sobrante a la red en momentos en que la radiación solar sea máxima o la carga baje el consumo, mi pregunta es que como pasa eso? en qué momento la red necesita potencia si ella siempre está entregando? cómo funciona el flujo de carga en estos sistemas?

Pues eso, ¿que cojones pasa dentro de un inversor a red para que la potencia entregada sea siempre la máxima? ¿Por que no se reparten, por ejemplo, a mitad, la red y el inversor? ¿por que las cargas de una vivienda con inversor a red no se reparten de otra forma? ¿por que siempre el inversor a red entrega todo lo que tiene y si sobra algo va a la red?¿ por que no es la red la que suministra toda la potencia y el inversor se queda en vacio, sin entregar ningun Watio?


Pues despues de tanto escribir ya no lo tengo claro. A ver si algún experto en electronica de potencia nos saca de dudas.

Dicen que solo la diferencia en el voltaje del inversor en comparacion con la red es responsable para el flujo de carga. La forma de la onda es lo mismo como la del red, pero con mas voltaje:

how does a grid tie inverter work?

y

Grid-tie Inverter energy flow - Electronics | DSLReports Forums

That's not entirely accurate. Raising and/or lowering the output voltage on a generator (which is accomplished by increasing or decreasing the field current) changes the VAR (volt-amp reactive) output on a generator. VAR is reactive power, not real power, so in a sense it does increase "power" flow out.

Most people however recognize power as "real" power which is watts or MW in the case of large generators. The MW flow (real power) out of a generator is determined by the power input to the prime mover, e.g. torque on the generator shaft. Increasing this torque increases the angular difference between the rotor and rotating electric field of the stator and causes MW flow out of the machine onto the "grid". Reducing the torque and decreasing that angular difference to less than 0 causes the unit to "motor" which is usually undesirable unless you're using it as a synchronous condenser. The difference between the rotor angle and stator E field angle is called the "Power Angle" usually designated by alpha.

Real power flows from larger power angular differences to lower power angular differences. Reactive power flows from higher voltages to lower voltages. Both types of power are necessary in a conventional power system.

A generator's output "on the grid" is controlled by two mechanisms:

1. Input torque which is controlled by mechanical input to the unit, i.e. increasing water, steam, etc. or otherwise increasing the apparent power angle differential in the case of an inverter.

2. Field (or excitation) current. This is what changes the output voltage of the unit but does not necessarily cause real power to flow into the grid. In a typical generating unit, continuing to increase the excitation current would result in increased voltages on the generator bus.

While the current out of a unit would increase as the VAR output increases, it does so in relation to the voltage waveform (leading or lagging) which is what differentiates between the two types of power. S = sqrt(p^2 + q^2) where |S| is apparent power, P is real power and Q is reactive power. |S| is comprised of both real and reactive components. This is represented as VA or MVA in power systems.

Then of course there's the whole issue with frequency and system load as it interacts with frequency, but we're best off not going there. . .



Despues de realizar una traducción "googleiana" para poder entender este post y los otros, que está en ingles, llego a la siguiente conclusión:

-Para poder influir sobre la aportación de potencia de un generador o un inversor a la red, se debe hacer 2 cosas:

- Que el inversor-generador tienda a aumentar la tensión para que sea ligéramente superior a la de la red.

- Y lo mas importante, (esto ya es mas complejo de entender), que el par motor aplicado al eje del generador aumente. De esta forma se aumenta la diferencia angular entre el campo eléctrico y la rotación del rotor.
Para entender esto mejor, un esquemita.


Y gracias STEPHEN

Iniciado por carlos6025

¿Por que no se reparten, por ejemplo, a mitad, la red y el inversor? ¿por que las cargas de una vivienda con inversor a red no se reparten de otra forma? ¿por que siempre el inversor a red entrega todo lo que tiene y si sobra algo va a la red?¿ por que no es la red la que suministra toda la potencia y el inversor se queda en vacio, sin entregar ningun Watio?

Leyes de Kirchhoff - Wikipedia, la enciclopedia libre