Cómo elegir la mejor ubicación de los dispositivos Sincrofasoriales en la red de distribución.

Breve reseña de los Sincrofasores

Con origen en la década de los 90, los Sincrofasores constituyen mediciones de alta precisión de las tensiones y las corrientes de la red eléctrica, con estampa de tiempo y precisión GPS.

Esta estampa de tiempo GPS permite comparar las mediciones Sincrofasoriales en la red para identificar anomalías y automatizar el control.

En el pasado, esta precisión solo estaba disponible en esquemas de protección diferencial, que se limitaban a realizar comparativos en una área limitada. Con los Sincrofasores, podemos comparar datos en un área considerable, con múltiples nodos, debido a que se utiliza una referencia de tiempo común.

Por este motivo, los Sincrofasores fueron utilizados inicialmente en las redes de transmisión. Al emplear Sincrofasores, los ingenieros pueden implementar protección diferencial en un área amplia, al igual que una gran número de aplicaciones adicionales.

Hoy en día, los avances en procesamiento y análisis de grandes cantidades de datos "Big Data" nos permite aplicar esta tecnología a la red de distribución. El Gigabyte de datos por día recopilado por cada Unidad de Medida Sincrofasorial, o PMU por su sigla en inglés, puede ser gestionado fácilmente, algo inviable incluso hace cinco años.

El desafío es implementar la infraestructura Informática y de Telecomunicaciones para recolectar y procesar esta gran cantidad de datos. Afortunadamente, a partir del proyecto ARENA en Australia, NOJA Power ha comercializado un producto estándar para recolectar y administrar esta información. Dicho producto es NOJA Power Analytics.

Empleando el Reconectador OSM, NOJA Power ha implementado una PMU en su controlador serie RC20. Esta PMU se puede conectar a NOJA Power Analytics, permitiendo la recopilación y el análisis, en la nube, de datos Sincrofasoriales.

Los usuarios solo necesitan garantizar el enlace de comunicaciones del controlador y una suscripción a NOJA Power Analytics.

Beneficios

Los datos Sincrofasoriales son recopilados a una tasa de 50 muestras por segundo, proporcionando una imagen de alta resolución de la tensión, la corriente, la frecuencia y la tasa de cambio de frecuencia de la red.

El análisis de fallas se hace mucho más riguroso con visibilidad integral de la red de distribución. El monitoreo de la generación distribuida, incluyendo fuentes renovables, se facilita al emplear datos Sincrofasoriales, ya que el flujo de datos puede desagregar la carga de la generación en sitios remotos.

Los datos de calidad de energía son fácilmente visibles a través de los Sincrofasores al capturar frecuencias, voltaje y presencia de armónicos muy por encima de la capacidad de los sistemas SCADA tradicionales.

Estos datos de alta resolución también se pueden emplear para derivar impedancias de red, lo que brinda a los ingenieros datos procesables para informar sus modelos del sistema. Los modelos de red mejorados optimizan el diseño de los sistemas de protección y la planificación del sistema.

Incluso se han empleado Sincrofasores para detectar descargas parciales en las líneas eléctricas. La investigación que se realiza actualmente es prometedora en el campo de la predicción de fallas de equipos.

La lista de beneficios del uso de Sincrofasores va en aumento, impulsado por la investigación activa en el campo. Para los usuarios que buscan implementar un programa de recopilación de datos Sincrofasoriales, la siguiente pregunta lógica es "¿Cuáles son los sitios óptimos para la realizar dicha recopilación de datos?"

Selección de la ubicación

La aplicación de PMUs de NOJA Power aprovecha los sensores de tensión y corriente presentes en los Reconectadores OSM fabricados por NOJA como la fuente de medición de los parámetros de la red de media tensión. Obtener datos Sincrofasoriales mediante PMUs es tan simple como instalar un Reconectador OSM con controlador RC20 en el lugar deseado, seguido de implementar un vínculo de comunicaciones entre el RC20 y la nube de datos de NOJA Power Analytics. Entonces, ¿Qué hace que el punto de instalación sea el deseado?

Alimentadores Problema

Por experiencia en sitio, las empresas de distribución eléctrica capitalizan más de los Sincrofasores de distribución al ser instalados en alimentadores con problemas. Los alimentadores que ofrecen un suministro no confiable, con equipos antiguos, fallas regulares o parámetros de red inusuales, representan la mejor oportunidad de estudio.

Los Sincrofasores constituyen un monitoreo de alta resolución de los parámetros de la red y su precisión permite cálculos de impedancia del alimentador. Las empresas distribuidoras que instalan PMUs (Reconectadores OSM con control RC20) en cualquiera de los extremos de estos alimentadores, pueden aprovechar los datos para calcular impedancias.

Además, cada falla presenta una oportunidad para caracterizar la respuesta de la red. Cuando este alimentador presenta una falla, ¿cuáles son los efectos en otros alimentadores conectados? ¿Cuáles son los efectos en la subestación? ¿Qué ocurre con la estabilidad de la red? Con la captura de datos de Sincrofasoriales, todas estas preguntas pueden ser respondidas.

Conexión de Generación Distribuida

Las fuentes de energía renovable y la generación distribuida constituyen un importante nuevo desafío. En general conocemos los efectos de un flujo unidireccional de potencia, no obstante, cuando la carga y la fuente tienen la misma localización, ¿cómo se puede controlar la red?

Los Sincrofasores permiten la separación de los valores de generación y de la carga en sitios donde se presenta generación distribuida. Al instalar las PMUs de los Reconectadores OSM en estos lugares se logra una visualización tanto de la carga como del suministro. Sin esta tecnología, se hace complejo el comprender el estado de la generación distribuida.

Los Sincrofasores también pueden ser utilizados para implementar protección Anti-isla, resolviendo problemas de sensibilidad cuando la generación distribuida se equilibra con la carga, o cuando estas dos se encuentran muy cerca una de la otra.

El siguiente paso

“El concentrador de datos fasoriales (PDC) con base en la nube, NOJA Power Analytics, permite a nuestros clientes adoptar un enfoque progresivo hacia el uso de Sincrofasores ”, manifiesta Neil O’Sullivan, Director Ejecutivo del grupo NOJA Power.

“ Los clientes pueden literalmente instalar un dispositivo en su red y conectarlo, empleando una conexión VPN 4G segura, a la Nube - NOJA Power Analytics, y así tener acceso inmediato tanto a los datos Sincrofasoriales cargados a ella como a las herramientas analíticas para estudiar y descargar dichos datos.”

La implementación de pilotos de prueba de Sincrofasores distribuidos es ahora un producto estandarizado y comercialmente disponible. NOJA Power Analytics permite que los ingenieros de la industria al igual que los de las distribuidoras eléctricas recopilen datos Sincrofasoriales de sus Reconectadores OSM con una simple suscripción. Se puede lograr análisis e información completos de la red utilizando la unidad de potencia existente (tanque OSM).