REDES INTELIGENTES: APLICACIÓN DE LA ENERGIA DIGITAL EN LA CALIDAD ELÉCTRICA DE LAS INSTALACIONES INDUSTRIALES

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Pablo Mendoza Maestre
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1 Madrid 24 octubre 2012 IFEMA Auditorio Sur REDES INTELIGENTES: APLICACIÓN DE LA ENERGIA DIGITAL EN LA CALIDAD ELÉCTRICA DE LAS INSTALACIONES INDUSTRIALES Witold Jaskiewicz Responsable I+D+i

2 Índice 1 Redes Inteligentes - Smartgrid 2 Energía Digital (Digital Energy): distorsiones e integración en Smartgrid 3 Normativas aplicables sobre Calidad Eléctrica 4 Distorsiones s 5 Conclusiones

3 1.- Redes Inteligentes - Smart Grid Qué es una red inteligente? Una red inteligente o smartgrid es la red capaz de integrar las acciones de todos los agentes, productores o consumidores, para distribuir energía de forma eficiente, sostenible, rentable y segura. Qué ventajas tienen las redes inteligentes? Aumentan el nivel de fiabilidad y calidad en el suministro de energía, facilitan a los clientes instrumentos que les permiten optimizar su propio consumo eléctrico y acceder a nuevos productos y servicios, contribuyen a mantener la sostenibilidad ambiental y mejoran la eficacia en la distribución de los flujos de energía. Fuente ENDESA

4 2.- Energía Digital (Digital Energy) Un sistema de procesado digital de señal (DSP) puede definirse como cualquier sistema electrónico que realice procesado digital de señal, entendiéndose por él la aplicación de operaciones matemáticas a señales representadas de forma digital. Las señales son representadas de forma digital mediante secuencias de muestras. La tecnología DSP lleva utilizándose desde hace más de 50 años en diferentes campos de aplicación, electrónica de consumo, audio, vídeo, etc., pero es ahora, con el desarrollo de nuevas plataformas y equipos cuando su campo de aplicación se ha extendido aún más si cabe. Este auge de la tecnología, junto con una creciente preocupación sobre la energía, debido al incremento de costes de la misma tanto en generación como en consumo, hace de este, un nuevo y reciente campo de aplicación.

5 3.- Normativas aplicables sobre Calidad Eléctrica RD 1955/2000, artículos Fundamento legal, utilizado como única referencia en todo tipo de contratos de suministro de energía en España. UNE-EN Características de suministro eléctrico por parte de las redes generales de distribución indicando valores límites de calidad esperados por el consumidor (Frecuencia, Simetría, Amplitud, Forma de onda). IEC Técnicas de ensayo y de medida métodos de medida de la calidad. IEEE Recomendaciones de distorsión en relación a las condiciones más desfavorables en régimen permanente de funcionamiento.

6 4.- Distorsiones s Según la normativa expuesta anteriormente, se destacan 3 tipos de distorsiones que de manera habitual están presentes en la mayoría de las instalaciones s: 1- Presencia de armónicos Degradación de la forma de onda, aumento de consumo eléctrico y de fallos del sistema 2- Desequilibrio de fases Pérdidas de energía en la distribución en BT 3- Presencia de energía reactiva Supone una penalización en la factura

7 4.- Distorsiones s Con la presencia de todos los tipos de distorsiones mencionados, es posible hablar de la Teoría de la Potencia Unificada, formulada por Vicente León, catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia. Esta teoría es una continuación de la Teoría de Potencia de Budeanu, dónde la potencia de distorsiones (D) se sustituye por dos magnitudes: potencia de distorsión debidos a los componentes no fundamentales (distintos de 50 Hz) y potencia de asimetría (desequilibrios). Punificada S D La Potencia Unificada es una suma de cuatro valores: potencia efectiva (pe(t)), reactiva (pr(t)), de asimetría (pa(t)), y de distorsión (pd(t)). Por eso ya no se puede hablar sobre los triángulos de potencia, sino, paralelepípedos de las mismas. p (t) = pe(t)+ pr(t)+ pa(t)+pd(t) P Teoría Clásica Q S = (P2+Q2) Teoría Potencia Unificada S = (P2+Q2+D2)

8 Dispositivo basado en tecnología Digital Energy Eliminación de energía reactiva inductiva o capacitiva. Compensación dinámica total del desequilibrio de fases. Eliminación activa del 95% del nivel de armónicos.

9 4.1.- Digital Energy en Armónicos Sin Nova Safe Con Nova Safe

10 4.2.- Digital Energy en Equilibrio de Fases IR = 25A IS = 15A IT = 20A IN = 2,5A C A R G A IR = 19,91A IF-R = 5,09A IS = 19,91A IT = 19,91A IF-S = 4,91A IN = 0A IR = 25A IS = 15A IT = 20A IF-T = 0,09A C A R G A Ieqv = (IR + IS + IT) * VF-N/ 3 * VF-N Ieqv = 19,91 A Desequilibrio = (Imax-min Ieqv )/ Ieqv Desequilibrio = 25%

11 4.3.- Digital Energy en Eliminación de Reactiva V Φ I Energía reactiva I Q = VRMS IRMS sen Φ Φ 0 Q 0 Energía reactiva II Q = VRMS IRMS sen Φ Φ = 0 Q = 0

12 4.4.- Digital Energy Integración con Smartgrid A) MONITORIZACIÓN B) INTELIGENTE Y DINÁMICO La tecnología DSP capacita a los dispositivos para analizar y adaptar la onda de corriente ante las variaciones de las distorsiones en el tiempo, de una forma dinámica, de modo que pueda funcionar de manera autónoma hasta el máximo de su capacidad, momento en el que se activa una alarma en tiempo real.

13 5.- Conclusiones Existen soluciones basadas en la tecnología Digital Energy para solucionar los tres tipos de distorsiones s más comunes y perjudiciales: armónicos, descompensación de fases y presencia de energía reactiva inductiva o capacitiva. Nova Safe es un dispositivo basado en esta tecnología, capaz de asegurar alta calidad de la señal, aumentando la durabilidad de los equipos y reduciendo su consumo. EL sistema propio de monitorización y control que posee Nova Safe, permite su fácil integración en las smartgrid. El proyecto internacional LEONARDO POWER QUALITY INICIATIVE es uno de los proyectos de investigación más importantes en el ámbito de la energía y tiene como elemento fundamental el análisis y corrección de las distorsiones en la calidad. Existen iniciativas similares implantadas ya en varios países para controlar la calidad de la red, penalizando las distorsiones armónicas, como en Canadá, Argentina, y proyectos en Sudáfrica, Israel, etc.

14 Madrid 24 octubre 2012 IFEMA Auditorio Sur GRACIAS POR SU ATENCIÓN Contacto: Fernando Bargueño Móvil:

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