Sistema de manejo de energía y monitoreo de central micro hidráulica plug & play

Abstract

La matriz energética del Sistema Interconectado Central (SIC) está compuesta prioritariamente por medios de generación con base a combustibles fósiles y grandes centrales de generación hidráulica. El Gobierno de Chile decidió impulsar el desarrollo de proyectos de generación en base a Energías Renovables No Convencionales (ERNC) [1]. Este desafío incorpora el desarrollo de proyectos hidráulicos de pequeñas unidades hidráulicas de pasadas para generar energía, donde el país posee un gran potencial. En particular, en el Centro de Energía de la Universidad de Chile (CE-FCFM) se está desarrollando una central Micro Hidráulica de 10 kW, la que tiene la capacidad de operar de forma aislada o en sincronismo con la red. Esta central es manejada a través de una Interfaz Hombre Máquina (HMI, Human Machine Interface), y se comunica con el controlador principal de la central mediante protocolo serial RS232. El objetivo de este trabajo es mejorar la HMI existente de modo que presente los datos relevantes del sistema, además de permitir controlar la central de forma sencilla e intuitiva. Esta interfaz debe ser compatible con el esquema de estados y transiciones con el cual opera la central, el que debe ser flexibilizado y ordenado. Para este trabajo se utiliza el software de diseño de aplicaciones graficas QTcreator, que permite de manera sencilla implementar interfaces gráficas, mediante la utilización de objetos predefinidos y código fuente en C++. A su vez, para trabajar en el sistema de estados y transiciones, se utiliza Code Composer Studio, el cual permite programar el Procesador Digital de Señales que controla la central. Se logra crear una interfaz gráfica que cuenta con distintas pestañas en las que se pueden observar las variables relevantes del sistema (tensión, corrientes, potencia, etc.) y enviar órdenes de cambio de estados o modos de operación al controlador principal (Detenido, En Espera, Isla, Sincronizado, Red y Mantencion). Asimismo, se expanden los estados de operación y se reescribe la estructura del programa del controlador principal de forma que quede ordenado de manera secuencial. La solución es integrada y validada exhaustivamente en el prototipo de central micro hidráulica, donde asimismo, una serie de problemas de operación, componentes e interfaz son detectados y abordados sistemáticamente proponiendo soluciones en cada caso. Como trabajo futuro, se propone la implementación de un sistema de reinicio de la central micro hidráulica en caso de emergencia, como también la implementación de las protecciones contra fallas que puedan ocurrir en el sistema y la subsecuente integración de inteligencia en la central. También se propone implementar la sección de herramientas de la interfaz, y finalmente la interfaz misma para dispositivos móviles.