Sistemas de control
El fuerte desarrollo de la energía distribuida ha llevado a una considerable complejidad en la operación de las microrredes y de las redes y la necesidad de una operación bidireccional rápida, segura, eficiente y estable de todos los componentes del sistema eléctrico, lo que ha sido posible con la incorporación del IoT (Internet de las cosas) en los procesos y equipos de gestión de las redes.
En General una microrred puede estar compuesta de múltiples suministradores: Parque fotovoltaico, eólico, central hidráulica, grupo electrógeno, etc., de varios medios de almacenamiento: Otras redes, otras baterías, embalse, Sales fundidas, Supercondensadores, Etc. Otros consumidores: Fabricas, Hospitales, Residencias, Etc., y finalmente elementos que pueden ser suministradores, almacenamiento o consumidores como los automóviles, otras microrredes y la red principal.
El conocimiento y actuación según este previsto de todos esos elementos corresponde al sistema de control de la microrred, EMS, que junto al BMS y el Scada constituyen el HMI (Human Machine Interfaz) de la microrred o de la red.
General
El software de manejo y optimización del flujo de energía es la parte más importante de cualquier microrred, conectada o en isla.
Además de aportar energía el sistema de control asegura que ese aporte tiene la calidad deseada y puede tener la función de mejorarla consiguiendo una onda senoidal con la amplitud y frecuencia consignadas.
Dada las imperfecciones de los generadores, la impedancia de las líneas, la fluctuación de las cargas, etc., la onda de la red se desvía de la forma senoidal con lo que se producen variaciones del voltaje, de frecuencia, desequilibrio entre las fases y la generación de armónicos que degradan la calidad de la red, llegando a producir daños en los sistemas y equipos de los consumidores, siendo las variaciones de voltaje las más frecuente y perjudicial por lo que con la corrección de voltaje y frecuencia son los factores más importantes a corregir por medio de las baterías.
Básicamente el diagrama del sistema de control es:
BMS (Battery Management System)
El sistema de control y operación de la batería BMS es el encargado de controlar el correcto funcionamiento de la batería para su protección y su relación con el EMS, EMS y Scada.
Registra continuamente la operación y el nivel de carga de la batería.
EMS (Energy Management System)
El EMS incluye software y hardware y es el sistema de control y operación de la energía encargado de medir y actuar para el deseado el funcionamiento de la red: BMS, HMI (Human Machine Interfaz) y el Scada correspondiente.
Dependiendo del EMS, del PCS y del diseño de la microrred o de la red, el sistema puede utilizar la batería para los siguientes servicios:
- Control de la frecuencia de la microrred
- Control de la frecuencia de la red
- Control del voltaje
- Control de rampas
- Desplazamiento de la energía en el tiempo
- Entrega de energía reactiva a la red
- Control y gestión de islas en la red
- Regulación secundaria
- Arbitraje
- Servicios auxiliares (Primarios y secundarios)
Todo ello pasando o sin pasar por cero y pudiendo controlar los siguientes elementos:
- Planta fotovoltaica
- Parque eólico
- Turbina Hidráulica
- Generación Convencional (grupo electrógeno)
- Otras baterías de flujo, litio, plomo
- Supercondensadores
- Volante de Inercia
- Pilas de combustible
- Coche eléctrico (cargando o descargando)
- Fabrica
- Edificio Residencial, Industrial o Comercial
- Aparamenta eléctrica para la instalación o para ensayos
El sistema de control es ampliable de forma que se pueden incorporar nuevas unidades a la red de una forma muy sencilla e intuitiva.
