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Medida y registro de los parámetros de red eléctrica en el Parque Eólico Experimental Sotavento

ANTECEDENTES:


Las mediciones de potencia y energía producida por los aerogeneradores del parque que se registraban en su SCADA correspondiente presentaban una gran disparidad para cada tecnólogo. Este proyecto ha sido desarrollado como paso previo al proyecto de optimización de la gestión integral del Parque Eólico Sotavento (EFIVENTO), por tanto comparte con él una problemática inicial similar:

  • Mediciones de potencia y energía en cada aerogenerador realizadas en puntos distintos de la red de baja tensión dependiendo del tecnólogo
  • Mediciones instantáneas no sincronizadas en el tiempo. Cada tecnólogo las referenciaba a su SCADA correspondiente, lo que desvirtuaba la curva de producción simultánea del parque eólico
  • Formatos de almacenamiento de las variables eléctricas distintos en los diversos SCADA’s
  • Ausencia de datos de potencia generada en determinados intervalos por fallo de comunicación entre el PLC del aerogenerador y el SCADA correspondiente

OBJETIVOS:


El proyecto pretendía la implementación de un sistema permanente y centralizado de adquisición de mediciones de energía, potencia activa-reactiva, registradas en los distintos aerogeneradores del parque y subestación.

Las características de este proceso de medición permitieron salvar los inconvenientes anteriormente citados, y consecuentemente precisar con exactitud una serie de tareas imprescindibles en la gestión de un parque eólico al poder determinarse:

  • Flujos energéticos reales del parque
  • Desviaciones de energía de aerogeneradores respecto a la contabilizada en los propios contadores de cada máquina
  • Curva de simultaneidad real de producción para la extrapolación a métodos predictivos de producción eólica y comprobación de efectos estelas entre aerogeneradores
  • Cálculo de disponibilidades y curva de potencia a partir de mediciones homogéneas en todos los aerogeneradores, solventándose de esta forma las posibles ausencias de datos por problemas de comunicación

METODOLOGÍA:


Las actuaciones realizadas en el proyecto se han desarrollado en dos etapas bien diferenciadas:

  • Instalación de equipos de medición y registro
  • Configuración de la red de comunicaciones

Se describen a continuación los elementos de cada una de ellas.

1. Equipos de medición y registro

Esta partida la constituyen los transformadores de intensidad y los analizadores de redes.

Transformadores de intensidad (TI)

Elementos encargados de medir las intensidades o corrientes de generación de los distintos aerogeneradores. Se sitúan antes de la acometida al transformador, en las tres fases de los cables de baja tensión; criterio que permite uniformizar valores y establecer comparativas.

Significar que, en los aerogeneradores doblemente alimentados (caso de Gamesa) es necesario registrar las potencias rotóricas y estatóricas generadas, por lo que se han duplicado los transformadores de intensidad en los mismos.

Los transformadores de intensidad se han instalado en los 24 aerogeneradores del parque.

Analizadores de redes

Son los equipos electrónicos encargados de registrar las variables eléctricas a medir en los aerogeneradores, a partir de la intensidad registrada en los secundarios de los transformadores de intensidad.

Las mediciones de tensión generada no requieren la utilización de transformadores de tensión, al admitir estos analizadores de redes directamente la tensión de generación de los aerogeneradores.

Los parámetros eléctricos medidos son:

  • Tensión simple y compuesta
  • Intensidad por fase
  • Potencia activa en cuatro cuadrantes
  • Potencia reactiva en cuatro cuadrantes
  • Factor de potencia
  • Energía activa incremental en intervalos de hasta 1 minuto
  • Energía reactiva incremental en intervalos de hasta 1 minuto

Los equipos ofrecen la posibilidad de visualizar estos valores directamente en display.

Se han instalado analizadores de red Circutor en los 24 aerogeneradores y en la salida en 132 kV del transformador de subestación de parque.

2. Configuración de red de comunicaciones

PCs locales en aerogeneradores y subestación

Se han instalado 25 ordenadores locales para el almacenamiento de toda la información recibida del correspondiente analizador de red, a través de comunicación RS-232. Cada ordenador se ha configurado con un software de comunicaciones encargado de realizar las siguientes tareas:

  • Lectura y visualización de mediciones instantáneas
  • Almacenamiento de históricos
  • Comprobación del estado de comunicaciones
  • Interconexión en tiempo real con el servidor central, con la finalidad de integrar esta información con otros programas de gestión del parque

Asimismo, cada PC va equipado con un sistema de alimentación ininterrumpida para evitar pérdidas de información ante posibles fallos de red.

Integración de los aerogeneradores y la subestación en red LAN

La siguiente etapa consistió en la integración total de los PCs de los aerogeneradores del parque y subestación en una red LAN única, sistema pionero en Europa. El sistema integrado de comunicaciones utilizado fue Ethernet, mediante protocolo TCP-IP controlado a través del servidor central situado en el edificio de control.

Las ventajas de este mallado de comunicaciones son entre otras:

  • Mayor estabilidad
  • Velocidad de transmisión de 100 Mbytes, muy superior a los sistemas punto a punto utilizados en otros parques eólicos

SITUACIÓN ACTUAL:


En la actualidad el proyecto se encuentra en funcionando, registrando en intervalos segundales y diez-minutales parámetros de la red eléctrica en la base de datos.