Sistemas regenerativos con devolución a la red

Sistemas regenerativos con devolución
a la red
Un sistema para la
recuperación de la energía
cinemática en sistemas
ferroviarios, que soluciona
las limitaciones actuales
en el aprovechamiento de
dicha energía, y que puede
ser integrado en las
subestaciones actuales sin
necesidad de modificación
del sistema existente
Actualmente, existe un creciente
interés en la mejora de la eficiencia
energética de los sistemas de
transporte, con el objeto de hacer
que dichos sistemas mejoren su
eficiencia desde el punto de vista de
la sostenibilidad.
En el transporte ferroviario, a lo largo
de los últimos años, se ha mejorado
la eficiencia del sistema mediante la
aplicación de la frenada regenerativa
de los vehículos ferroviarios de
tracción eléctrica, de forma que la
energía cinética de las frenadas de
dichos vehículos se convierte en
energía eléctrica susceptible de ser
aprovechada.
No obstante, en sistemas con catenarias
de corriente continua, esta energía no
puede ser aprovechada de una manera
óptima, dado que al estar equipadas
con subestaciones eléctricas
unidireccionales, no se permite una
devolución de la energía a la red eléctrica
general, por lo que el aprovechamiento
de la energía se limita a los casos en los
que existe otro vehículo ferroviario en la
red consumiendo energía en el mismo
instante en el que otro vehículo la genera.
Estudios realizados en redes de metro,
confirman que existe un potencial de
ahorro de entre el 30% y el 50% de
la energía consumida por el sistema.
Ingeteam Traction ha desarrollado un
sistema para la recuperación de la
energía cinemática en sistemas
ferroviarios, que soluciona las
limitaciones actuales en el
aprovechamiento de dicha energía,
y que puede ser integrado en las
subestaciones actuales sin necesidad
de modificación del sistema existente.
El sistema consiste en un convertidor
doble, conectado a la catenaria en
paralelo con el rectificador de la
subestación, al mismo transformador
ya existente. Dicho sistema se encarga
de monitorizar en todo momento el
estado de la catenaria, y en caso de
que exista energía a recuperar,
convierte ésta en energía alterna de
alta calidad, que inyecta en la red
trifásica general.
Adicionalmente, el sistema permite
un control de los armónicos en la red
trifásica, actuando como frente activo,
permitiendo incluso una actuación
reversible aportando energía a la
catenaria en los picos de potencia de
consumo, con un consumo de
corriente de calidad para la red
alterna.
Las ventajas principales del sistema
• Su utilización no modifica las instalaciones actuales de la subestación, aprovechándose elementos de alto coste
como el transformador.
• Su funcionamiento es transparente con el sistema existente, de forma que puede aislarse en caso de avería
sin interrumpir la operativa del sistema.
• Los elementos del mismo no requieren de un mantenimiento exhaustivo dado que los elementos sensibles como
los condensadores se encuentran separados de las corrientes armónicas.
• El dispositivo no se ve afectado por cortocircuitos en la catenaria.
• La potencia del sistema de planifica en función del ahorro previsto y no de la potencia total instalada, por lo
que el coste es ajustado.
• La corriente aportada a la red trifásica es de alta calidad y está generada a partir de una tensión continua estable.
• Permite su utilización en entornos de tensión de red elevadas, sin que ello afecte a los parámetros de calidad
de la energía devuelta.
• Adicionalmente, el dispositivo puede ser utilizado como filtro activo para la regulación del consumo de la
subestación (con el consiguiente ahorro por mejora del cos phi)
• El dispositivo puede utilizarse en los picos de potencia de consumo, aportando energía a la catenaria con un
consumo de red alterna de calidad.
• El dispositivo permite separar la función de ahorro energético de la operativa de los trenes, no ligando las
operaciones de recuperación y consumo de los mismos.
Datos técnicos para catenaria 1.500 Vcc
Características
Voltaje de catenaria
Corriente alterna
Potencia máxima
Potencia nominal
Corriente alterna,max.
1.500 Vcc
1.150 Vac
1.500 kW
800 kW
850 Arms
Corriente directa, máx.
THD
Frecuencia de salida
Sistema de refrigeración
1.000 A
< 3%
50 Hz
Air
Perfil del flujo de potencia en subestación
2000
0
-1000
0
10,4
20,8
31,2
41,6
52
62,4
72,8
83,2
93,6
104
114,4
124,8
135,2
145,6
156
166,4
176,8
187,2
197,6
208
218,4
228,8
239,2
249,6
260
270,4
280,8
291,2
301,6
312
322,4
332,8
343,2
353,6
1000
Potencia (kW)
1
-2000
-3000
-4000
-5000
-6000
Tiempo (segundos)
Energia recuperada
Consumo
Red eléctrica
Consumo de energía
Subestación
Sistema
Ingeteam de
recuperación
de energía
Recuperación de energía
(Aceleración)
(Frenado)
Diagrama de potencia
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TF06DTR00_A • 09/2008
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