A medida que crece la manufactura de turbinas eólicas y receptores fotovoltaicos para la generación de energía a nivel mundial, existe la creciente necesidad de un monitoreo continuo de calidad de energía en el punto de acoplamiento común (PCC). El monitoreo de calidad de energía tiene implicaciones técnicas, económicas y legales.
Los Parámetros Eléctricos fluctúan continuamente y dependen de muchos factores tales como el viento y el sol. Instalando dispositivos de monitoreo de alta resolución y de grabación continua de onda en los puntos PCC les permite a las Empresas de servicios públicos y/o a los operadores de la granja, asegurar el cumplimiento de los requerimientos de la red.
La experiencia nos ha mostrado que muchos Eventos de Calidad de Energía que se encuentran dentro del rango permitido, pueden igualmente representar un problema para los productores de energía y para los consumidores, que en varias ocasiones se han visto involucrados en investigaciones por problemas de calidad de energía y análisis exhaustivos posteriores al evento detectado.
El método ideal para el análisis de las anormalidades mencionadas anteriormente es mediante el uso de un Analizador de Calidad de Energía Clase-A power quality analyzer capaz de realizar una grabación continua & guardando todos los parámetros de la red por un largo periodo de tiempo a una alta resolución, incluyendo formas de onda. Este tipo de Analizador debe permitir la investigación y presentación de todos los parámetros eléctricos basándose en los estándares aplicables a la industria. Debe servir como la “Caja Negra” usada en los aviones. Grabará toda la información mencionada anteriormente sin la necesidad de configurar umbrales o disparadores.
En las siguientes diapositivas se pueden observar algunos ejemplos de datos grabados de manera continua, en alta resolución, en un punto PCC de una granja fotovoltaica. Estas mediciones muestran anomalías que se encuentran dentro de los estándares, pero gracias a las capacidades específicas de los analizadores de Calidad de Energía de Elspec, estos eventos pueden ser observados y analizados detalladamente
El cliente reportó cambios del tap del Transformador a la fecha. Cuando esto ocurrió, las mediciones mostraron que durante la operación del movimiento del Tap en Alta tensión, el nivel de este parámetro cambia aproximadamente en un 0.5%. Este cambio de nivel de tensión no puede ser grabado debido a que se encuentra lejos de cualquier umbral fijado para realizar las grabaciones. Lo que esto significa es que el evento no fue grabado. También cabe anotar, que en términos de calidad de energía, este evento no se consideró significativo. La figura 1 muestra tres pasos, presentando tres niveles de tensión.
El acercamiento en el primer paso, muestra que hubo además distorsión en la tensión. Esto indica un problema potencial en el Tap del transformador. Esta información dio una alerta para que se realizaran actividades de mantenimiento, y como resultado, se reparó el tap del equipo.
Figure 1: Records of tap changer operation in three steps
Figure 2: Zoom in on the first change
La figura 3, muestra grabaciones de 3 fases de altos niveles de tensión y corriente de un sistema fotovoltaico. En estas mediciones se pueden observar las caídas de tensión consecuentes. Los valores en la gráfica son RMS tomados ciclo a ciclo.
Hay dos caídas de tensión consecutivas en las tres fases (420 mS de separación), cada una de aproximadamente 520ms. Ninguna de ellas supera mas del 90% del nivel de tensión nominal.
Durante la primera caída, la corriente también bajó en un 50% y volvió a la normalidad. La segunda caída de tensión no excedió el 90% del nivel; sin embargo MUESTRA que durante este periodo, la corriente cambió y siguió cayendo a pesar de que la caída de tensión no superó el nivel permitido.
La figura 3, muestra grabaciones de 3 fases de altos niveles de tensión y corriente de un sistema fotovoltaico. En estas mediciones se pueden observar las caídas de tensión consecuentes. Los valores en la gráfica son RMS tomados ciclo a ciclo.
Hay dos caídas de tensión consecutivas en las tres fases (420 mS de separación), cada una de aproximadamente 520ms. Ninguna de ellas supera mas del 90% del nivel de tensión nominal.
Durante la primera caída, la corriente también bajó en un 50% y volvió a la normalidad. La segunda caída de tensión no excedió el 90% del nivel; sin embargo MUESTRA que durante este periodo, la corriente cambió y siguió cayendo a pesar de que la caída de tensión no superó el nivel permitido.
Figure 3: Voltage and Current changes in a photo-voltaic farm recorded in HV during 3 seconds window
Este ejemplo ilustra el efecto de la potencia generada (KW) en el nivel de tensión en un sistema fotovoltaico de 50KW conectado a una red de Baja Tensión. Fluctuaciones de potencia y tensión diarias como se puede observar en la figura 4. Se alcanzan a percibir muchas fluctuaciones de potencia desde las 11:45 hasta las 12:50.
Figure 4: daily changes of power
Con el fin de entender mejor los cambios, Hicimos un Zoom in de 5 minutos, como se puede apreciar en la figura-5.
Cuando el nivel de tensión se encuentra entre los 250.2V y los 250.6V, la potencia del Convertidor decrece desde 41KW hasta 28KW y como resultado, la tensión cae por 1.7V. Después de un minuto, la potencia aumenta de nuevo y la tensión se ajusta. Cuando el nivel de tensión alcanza los 250.2V de nuevo, la potencia disminuye inmediatamente a 28V. Para entender mejor el proceso de estos cambios.
Figure 5: five minutes zoom in of the daily changes
Realizamos un Zoom de 9 segundos como se muestra en la siguiente Figura – 6. La forma de tensión y potencia aumenta debido a un mal funcionamiento del sistema fotovoltaico que genera innecesarios cambios de
tensión.
Figure 6: 9 seconds zoom in of the daily changes
