Síguenos en Facebook
Síguenos en Twitter

Aplicación de Xestión Eólica

O parque eólico experimental Sotavento desenvolveu en colaboración coa Enxeñaría Engasoft, un Sistema de Xestión para parques eólicos.

Trátase dunha novidosa aplicación informática, desenvolvida para o seguimento e control das tarefas de explotación nestas centrais de xeración. A enerxía eólica está a vivir nestes últimos anos un crecemento moi rápido, no cal observamos que o seguimento e control do mantemento dos parques eólicos (dende unha perspectiva de cumprimento de garantías e de custo económico) pasou a un segundo plano. Por iso traballouse en definir e desenvolver unha ferramenta de optimización, xenérica (aplicable a calquera tipo de tecnoloxía eólica) que permite verificar e cuantificar a gusto do usuario e á marxe da información dos scadas os parámetros máis significativos dende a óptica da explotación, como son cumprimentos de curvas de potencia, dispoñibilidades, perdas de enerxía, lucro cesante por actuacións de mantemento, etc.

Todo iso dende unha aplicación intuitiva, doada de manexar e completa. Unha ferramenta que foi cualificada polo sector como "práctica" e "moi completa".


Imaxe: Esquema Global de Fluxo de Información

OS SISTEMAS DE XESTIÓN EÓLICA


Ao longo de todos estes anos, nos que a enerxía eólica experimentou unha rápida expansión no noso país, as aplicacións para o seguimento e control de parques existentes no mercado, estiveron vinculadas aos scadas específicos da tecnoloxía eólica implantada en cada emplazamento, conllevando unha serie de limitacións para o promotor á hora de avaliar os rendementos da instalación:

  • Programas enfocados a tecnólogos e empresas de mantemento con accesos restrinxidos e diferentes privilexios.
  • Elaboración dun número limitado de informes con descoñecemento polo promotor da metodoloxía utilizada e sen posibilidade de validar datos.
  • Aplicacións non universais soamente vinculadas a cada fabricante de aeroxeradores.

A EXPERIENCIA DE SOTAVENTO

Sotavento Galicia, S.A. constitúese como un Parque Eólico Experimental promovido pola Xunta de Galicia co obxectivo de crear un novo concepto de parque eólico, coordinando a iniciativa privada e a pública nun proxecto onde estaban presentes as tecnoloxías eólicas implantadas en Galicia nese momento.

Sotavento Galicia, S.A. está participada por dúas entidades públicas que forman o 51% do capital social: Instituto para a Diversificación e o Aforro da Enerxía (IDAE) e Instituto Enerxético de Galicia (INEGA), S.A., e tres empresas privadas en representación do sector eléctrico de Galicia: Enel Green Power España, S.L, Iberdrola Renovables Galicia, S.A. e Enerxía de Galicia, S.A. (ENGASA).

A finalidade de Sotavento Galicia, S.A. é ademais da explotación comercial dun parque eólico, a consecución de catro obxectivos diferenciadores:

  • Ser un parque "escaparate" das diferentes tecnoloxías eólicas presentes na actualidade en Galicia.
  • Ser un marco para a realización de actividades de I+D+i, coa posibilidade de ofrecer elementos de valor engadido ao sector eólico.
  • Centro de formación e debate de enerxías renovables.
  • Centro de divulgación das enerxías renovables.

O Parque Eólico Experimental Sotavento foi inaugurado en xuño de 2001 por Su Alteza Real el Príncipe de Asturias. Ten unha potencia instalada de 17,56 MW, consta de 24 aeroxeradores de 9 modelos diferentes, pertencentes aos 5 fabricantes implantados nese momento en Galicia (Gamesa, Made, Ecotecnia, Neg Micon e Bonus).

Nesta instalación realízanse diversos proxectos e estudos relacionados co sector eólico; como son o da simulación de rendemento de máquinas ante vento incidente, estudos de calidade de onda, sistemas de predición eólica, compensación de enerxía reactiva, ocos de tensión, análise de vibracións, etc.

Aproveitando os coñecementos adquiridos nestes anos sobre os distintos scadas (protocolo de comunicacións, formatos de almacenamento de datos) e sobre as filosofías de mantemento dos fabricantes presentes no parque, conscientes da necesidade de interpretar e homoxeneizar esta diversidade de información, Sotavento Galicia desenvolveu e probou nas súas instalacións, en colaboración coa Enxeñaría Engasoft, un sistema propio de xestión integral de explotación, aplicable a calquera parque eólico independentemente das súas características tecnolóxicas.

METODOLOXÍA REALIZADA


As fases levadas a cabo no desenvolvemento da aplicación foron as seguintes:

A) SISTEMA DE COMUNICACIÓNS

Integración en rede dos postos de operación local existentes na sala de control do parque, que albergaban os scadas correspondentes aos cinco tecnólogos, torres meteorolóxicas e subestación. Nesta etapa fíxose necesaria unha perfecta sincronización horaria entre os aeroxeradores e scadas para a utilización dunha base de tempos única no modelo de xestión.

B) ALMACENAMENTO HOMOXÉNEO EN BASE DE DATOS

Os datos dos diferentes sistemas do parque eólico son importados dende os seus scadas á base de datos aloxada no servidor central.

A importación dos devanditos datos pode realizarse de forma manual (asistida por un operador), de forma automática (en tempo real no momento que se producen) ou de forma programada (segundo a planificación configurada polo operador).

Os datos a importar son:

  • Datos de aeroxeradores.
    Debido á utilización de scadas diferentes, os formatos dos ficheiros almacenados nas bases de datos de cada tecnólogo presentan diversas configuracións, non axustándose aínda a un estándar determinado. Por todo iso, realízase un tratamento por rutina de programación de cada ficheiro para a homoxeneización e o almacenamento definitivo en bases de datos (períodos dez-minutais con ordenación de campos de variables medidas por Data, Hora, Vento Incidente, kWh xerados, que serán utilizados para a elaboración de informes).
  • Incidencias de Aeroxeradores.
  • Datos dez-minutais das torres anemométricas.
  • Datos de operacións realizadas en mantemento.
  • Datos de xeración eléctrica en subestación.
  • Datos horarios dos sistemas de predición.

C) ELABORACIÓN DE INFORMES

O programa de xestión está preparado para:

  • A xeración de multitude de informes a partir da base de datos.
  • Exportación de datos e resultados.
  • Envío de resultados a destinatarios.

Resúmense a continuación algúns dos diferentes informes e PKI's que proporciona a aplicación:

Movemento de enerxía

O informe reflicte os fluxos de enerxía eléctrica do parque eólico (enerxía xerada, enerxía consumida en aeroxeradores e edificio de control, fluxos de reactiva e perdas eléctricas no parque) a partir dos contadores da subestación e dos aeroxeradores.

Vento en torres anemométricas

Móstranse as características do recurso eólico (vento, dirección, densidade, presión, temperatura, etc.) rexistrado nas torres anemométricas de medición existentes no parque nun intervalo de tempo seleccionado.

Vento en aeroxeradores

Reflíctense as características do vento incidente nas posicións do parque, a partir dos valores medios da velocidade de vento rexistrada en intervalos dez-minutais no anemómetro da góndola de cada aeroxerador.

O programa permite introducir unha fórmula de corrección entre o vento incidente (sen perturbar augas arriba do aeroxerador) e o medido no devandito anemómetro.

Resumo de produción e horas equivalentes

O informe reflicte de forma comparativa a enerxía producida polos aeroxeradores do parque nun período de tempo seleccionado previamente, así como outras variables relacionadas (disponibilidades, factor de capacidade, etc.)

Curva de potencia dos aeroxeradores

Representa o grao de cumprimento da curva de potencia dos aeroxeradores nos períodos seleccionados.

Utilízanse os datos dez-minutais de potencia xerada e vento incidente en aeroxeradores, os cales son normalizados á densidade do aire a nivel do mar: 1,225 Kg/m3 (segundo norma UNE 61.400-12). A partir dos valores dez-minutais de densidade do aire rexistrados nas torres anemométricas do parque, corríxese a potencia xerada no caso das máquinas de paso fixo, ou corrixindo a velocidade do vento incidente se se trata de máquinas de paso variable.

O informe incorpora filtros de datos para calcular a curva de potencia por sectores perturbados e non perturbados, por rango de ventos, por intervalos de densidade, etc.


Imaxe: Fragmento de Informe de Curva de Potencia de Aero

Curva de potencia do parque

O informe calcula a curva de potencia do parque dez-minutal e horaria dependendo dos intervalos seleccionados da base de datos:

  • Curva do parque dez-minutal: utilízanse os datos dez-minutais do vento das torres anemométricas do parque, e os datos dez-minutais de potencia do sumatorio de todos os aeroxeradores do parque.
  • Curva do parque Horaria: utilízanse os datos horarios de vento das torres anemométricas de parque e os datos horarios de potencia do contador da subestación, ou do sumatorio dos aeroxeradores do parque obtido da base de datos dos tecnólogos.

Incorpóranse os seguintes filtros:

  • Densidade de aire: permitindo obter a curva de parque para un rango de densidade de aire na localización determinada.
  • Dirección de vento incidente en torres anemométricas: permitindo obter a curva de parque para os sectores seleccionados.
  • Porcentaxe de dispoñibilidade de potencia de parque: obténdose a curva de parque cando a dispoñibilidade supera a porcentaxe seleccionada.
  • Selección de aeroxeradores indispoñibles: permitindo obter a curva de parque descontando eses aeroxeradores, algo de grande utilidade para os sistemas de predición de xeración.
  • Curva de parque dez-minutal: utilízanse os datos dez-minutais de vento das torres anemométricas de parque, e os datos dez-minutais de potencia do sumatorio de todos os aeroxeradores do parque.
  • Curva de parque Horaria: utilízanse os datos horarios de vento das torres anemométricas de parque e os datos horarios de potencia do contador de subestación, ou do sumatorio dos aeroxeradores do parque obtido da base de datos dos tecnólogos.

Mapa de datos

O informe representa de forma visual (en períodos dez-minutais) para cada aeroxerador e mes, información de: os períodos con ausencia de datos de potencia activa xerada, os períodos con erros de indispoñibilidade, os períodos con ausencia de tensión, as paradas manuais programadas por parte da explotación, os intervalos con ausencia de xeración pero con vento abondo e os períodos con operacións de mantemento en máquina.

Dispoñibilidades

O informe reflicte en gráfico de barras, as porcentaxes de dispoñibilidade e de enerxía perdida por indispoñibilidade para os aeroxeradores e períodos seleccionados.

Incorporáronse distintos filtros de datos para calcular a dispoñibilidade; aplicando as distintas variantes existentes nos contratos de subministración de aeroxeradores (período total, período con vento de xeración, intervalos de mantemento e ausencia de tensión, etc.).

Para cada aeroxerador pre-configúrase unha plantilla de incidencias na que se seleccionan os erros que causan indispoñibilidade. Da mesma forma, o programa permite calcular a enerxía perdida nos períodos con vento de xeración, nos que o aeroxerador reflicte produción nula e sen existencia de erro.


Imaxe: Pantalla principal de Solicitude de Informe de Dispoñibilidade (Variante 1)

Desviación de enerxía

O informe reflicte a enerxía perdida polos aeroxeradores nos períodos con máquina dispoñible debida ao incumprimento de curva.

Utilízanse os datos dez-minutais de potencia xerada e vento incidente en aeroxeradores, referidos á densidade dez-minutal rexistrada na localización das torres anemométricas do parque.

O cálculo realízase para calquera rango de ventos de xeración, permitindo a posibilidade de filtrar sectores perturbados.


Imaxe: Fragmento de Informe de Desviación de Enerxía

Módulo de Mantemento

Constitúe un módulo específico dentro do programa de xestión, que vai permitir por unha parte realizar un seguimento dos labores de mantemento realizados, e por outra elaborar informes que nos permitan extraer conclusións acerca destas, intentando minimizar os períodos de indispoñibilidade asociados ao mantemento.

A partir dos partes de traballo (deseñados por Sotavento) introdúcense de forma manual as operacións que realizan as empresas de mantemento no parque. Unha vez introducidas todas as operacións de mantemento, o sistema de xestión permite mostrar gráfica e numericamente distintos informes:

  • Comparativas de tempos empregados en mantemento entre aeroxeradores.
  • Tempos empregados en predictivo, preventivo e correctivo.
  • Tempos empregados en mantemento nos distintos sistemas do aeroxerador.
  • Vento medio en aeroxerador durante os intervalos de operación.
  • Enerxía perdida durante os labores de mantemento.
  • Listados de operacións por aeroxerador.

Módulos Específicos

A aplicación está estruturada e desenvolvida de forma que permite a doada incorporación de novos informes e PKI ´ s axeitados á lóxica de negocio específica de calquera empresa.

FERRAMENTA FUNDAMENTAL PARA A XESTIÓN DE PARQUES EÓLICOS


Estes informes, detallados e flexibles, converten a aplicación nunha ferramenta fundamental para realizar o seguimento e análise dos parámetros de funcionamento dos distintos compoñentes do parque eólico. Permiten a toma de decisións en función dos resultados, e todo sempre co obxectivo de mellorar o comportamento da instalación de cara a unha maior rendibilidade da explotación.

Os múltiples informes e PKIs deste sistema ofrecen información relevante en cuestións relacionadas coa explotación como poden ser:

  • Comparativas de comportamento entre aeroxeradores nos distintos rangos de vento.
  • Enerxía perdida por indispoñibilidade de aeroxeradores.
  • Enerxía perdida por incumprimento de curva.
  • Control do mantemento (tempos dedicados a preventivo, predictivo e correctivo, tempo de resposta dos mantedores, enerxía perdida durante as operacións de mantemento, custo real asociado ao mantemento, materiais substituídos, estatística de fallos en turbinas, posibilidade de envío de mensaxes SMS en tempo real a mantedores, etc.).
  • Facturación mensual, valoración económica por lucro cesante e comparativas de modalidade tarifaria.
  • Estudo do comportamento de desvíos dos sistemas de predición.

A xeito de resumo, cítanse a continuación as características técnicas que foron tidas en conta na elaboración da aplicación, e que achegan unha serie de vantaxes aos usuarios desta:

  • Compatible con calquera tecnoloxía eólica.
  • Aplicable a todas as topoloxías de parque posibles (un único parque, varios parques, un parque con distintos fabricantes, multi-promotor ou distintos parques con varios fabricantes).
  • Posibilidade de parametrizar polo usuario os datos, para validar a información a procesar e descartar valores anómalos.
  • Inclusión de filtros posibles aplicables en cada informe para acoutar os datos a avaliar.
  • Realización de informes "top-down" aplicables a calquera intervalo temporal.
  • Posibilidade de realización doutros informes a proposta do cliente, así como de integrar os datos de sistemas de medición alternativos que existan ou se implanten na explotación.
  • Interface de usuario intuitiva e estandarizada.
  • Planificación de emisión e envío de informes diarios ou en tempo real a destinatarios locais ou remotos.
  • Posibilidade de contrastar os resultados dos informes mediante a exportación dos datos a outros programas de usuario.

Todas estas posibilidades converten ao sistema en:

  • Un instrumento de auditoría eólica para a análise e seguimento do cumprimento das garantías contractuais entre tecnólogos, empresas de mantemento e promotores.
  • Unha ferramenta que pode servir para analizar, en intervalos determinados, o comportamento da instalación (Período de recepción, balances anuais, trianuales, etc.).

COMERCIALIZACIÓN


Na actualidade, existe a posibilidade de establecer acordos comerciais cos diferentes axentes do sector (Promotores, tecnólogos, enxeñarías, mantedores, aseguradoras, entidades financeiras, etc.), para o acceso a esta ferramenta.

En caso de estar interesado en adquirir ou usar esta solución, contactar con Sotavento Galicia, para solicitar condicións.