FuturEnergy | Octubre October 2019 www.futurenergyweb.es 51 Grupos Electrógenos | Gensets Cada uno de los tres convertidores “OPS dinámicos” se compone de los siguientes elementos: • Variador de frecuencia de 800 kW, 400 Vac, 50 Hz. • Motor asíncrono de inducción de 800 kW, 400 Vac, alimentado a 400 Vac, 60 Hz por el variador de frecuencia. • Alternador síncrono de 840 kVa, 440 Vac, 60 Hz y regulador de excitación digital. • Cuadro de control, protección, sincronización y reparto de cargas. • Cuadro de potencia CGBT con los interruptores motorizados de acoplamiento de los alternadores a barras de generación 440Vac, 60Hz. Especificaciones técnicas críticas de diseñodel sistema de control El sistema de control de los convertidores OPS se ha desarrollado en base a un PLC de control y una pantalla HMI como interface de operador para cada uno de las tres unidades OPS dinámicas. Dispone de un equipo de protecciones eléctricas, sincronización y reparto de potencia activa y reactiva load sharing. Los PLC’s de los grupos convertidores están comunicados entre sí en una red local LANmediante interface ETHERNET y protocolo Modbus TCP-IP. De esta forma, se configura un intercambio de información entre PLC’s, el cual permite disponer en cada pantalla HMI de los datos y parámetros de los otros convertidores OPS conectados al sistema. El operador puede disponer de toda la información del sistema en cada pantalla HMI. El cuadro de control, controla la frecuencia de generación de cada unidad con una resolución de 0,01 Hz. Esto permite disponer de suficiente precisión en las maniobras de sincronización, así como en la estabilidad de frecuencia de la energía eléctrica entregada al buque. La clase de precisión en régimen estable es Cl 0,1. El control de tensión, se realiza con una resolución de 1 V y con una clase de precisión Cl 0,5. El control de reparto de potencia activa y reactiva se realiza mediante un sistema de lazos de control velocidad/tensión cerrados y superpuestos a otros lazos de regulación velocidad/tensión con funciones “droop”, obteniendo un reparto de potencia activa y reactiva en régimen estable con precisión Clase 2. Las conexiones y desconexiones de cada unidad OPS entrante/saliente se realizan mediante rampas programables, y los transitorios de escalones de cargas, así como la precisión y estabilidad en el reparto de potencia activa y reactiva, mejora en todos los aspectos tanto la precisión, como la estabilidad y los tiempos de respuesta que se pueden obtener con los sistemas de regulación habituales de los grupos auxiliares propios del buque. from the national power grid (REE) at 50 Hz and supply vessels at berth at 60 Hz. The system is made up of three groups of “dynamic OPS” frequency converters of 840 kVA each. This is a modular systemmeaning that it can be configured with one, two or even three converter groups depending on the output required by the connected vessels. Each of the three “dynamic OPS” converters comprises following elements: • 800 kW 400 Vac 50 Hz frequency converter. • 800 kW 400 Vac asynchronous induction motor supplied by the frequency converter at 400 Vac. 60 Hz. • 840 kVa 440 Vac 60 Hz synchronous alternator and digital excitation control. • Control, protection, synchronisation and load sharing panel. • CGBT power distribution board with motorised switches for coupling the alternators to the 440 Vac 60 Hz busbars. Critical technical specifications in control system design The OPS converter control system has been developed based on a PLC control and an HMI screen as an operator interface for each of the three dynamic OPS units. It is equipped with an electrical protections, synchronisation and active and reactive load sharing panel. The PLCs of the converter gensets communicate with each other within a local LAN network via the Ethernet interface and Modbus TCP-IP protocol. In this way, an exchange of information between PLCs is established, which allows the data and parameters of the other OPS converters connected to the system to be viewed on each HMI screen. The operator has access to all the system information on each HMI screen. The switchboard controls the frequency generation of each unit with a resolution of 0.01 Hz. This provides sufficient accuracy in synchronisation tasks, as well as in the frequency stability of the electrical power delivered to the vessel. The steady-state accuracy class is Cl 0.1. Voltage control takes place with a 1 V resolution and an accuracy class of Cl 0.5. Control over the sharing of active and reactive power takes place by means of a system of closed speed/voltage control loops, superimposed onto other speed/voltage regulation loops with droop functions, thereby obtaining an active and reactive load sharing with Class 2 steady-state accuracy. The switching on and off of each incoming/outgoing OPS unit takes place via ramp programming and the transient step loads, as well as accurate and stable active and reactive load sharing, improve every aspect of the accuracy, the stability and the response times that can be obtained by using the usual regulation systems of the vessels’ own auxiliary gensets. Imanol Yeregui Eguiguren Genelek Sistemas S.L. Figura 3. Pantalla del sistema de control de convertidores OPS dinámicos | Figure 3. Screen of the dynamic OPS converters control system
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