Diseño e Implementación de Plataforma Scada para Sistema de Electrificación Sustentable en la Localidad de Huatacondo

Abstract

La sociedad moderna depende de la disponibilidad y el acceso a la energía, cuya demanda se ve incrementada producto de su crecimiento. Por lo anterior, es importante contar con nuevas formas de generación y optimización de recursos que aseguren el abastecimiento. En particular, la generación distribuida (GD), donde se aprovechan preferentemente las energías renovables no convencionales (ERNC), es una alternativa para la generación en base a energéticos distribuidos. Asimismo, Chile ha realizado modificaciones legales para que la GD y las ERNC sean reconocidas en los mercados eléctricos.

La operación conjunta de recursos distribuidos da origen a las micro-redes, donde se pueden implementar, mediante sistemas de comunicación, esquemas de coordinación como el generador virtual (GeVi). La integración de GD y otros recursos distribuidos bajo el concepto de GeVi tiene numerosas proyecciones en los sistemas eléctricos, entre las que se cuentan el uso eficiente de los recursos locales, un mejoramiento en la calidad del servicio y una disminución del impacto ambiental de la generación de electricidad. Por lo anterior, la implementación de un GeVi se presenta como alternativa para dar solución de abastecimiento a localidades aisladas.

El objetivo de este trabajo es contar con una plataforma de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) aplicada a la “micro-red GeVi” del poblado de Huatacondo, que permita operar el sistema eléctrico de forma eficiente aprovechando los recursos distribuidos con que cuenta la localidad.

Se propone una arquitectura de hardware basada en un sistema SCADA tradicional que incorpora elementos particulares de una micro-red, tales como medidores de consumo inteligentes y dispositivos inalámbricos especializados en el control de la demanda de los usuarios. Adicionalmente, se extiende su diseño para lograr control y monitoreo remoto desde cualquier lugar mediante el uso de internet. La arquitectura propuesta sigue los lineamientos del estándar IEEE 1547.3TM. Posteriormente, se implementa la plataforma SCADA en el sistema eléctrico del pueblo siguiendo las directrices del diseño propuesto. Gracias a lo anterior, se cuenta con control y monitoreo de todos los recursos distribuidos, facilitándose el desarrollo y la aplicación de esquemas de coordinación en la micro-red. Además, es posible el monitorear remotamente desde las dependencias del Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Como resultado, se presentan gráficos que muestran la operación de la micro-red mediante la visualización de potencias inyectadas, tensiones por fase, tensión y corriente en el banco de baterías y frecuencias de red, en un período de 24 horas.

Finalmente, se concluye que la plataforma SCADA implementada cumple con los requerimientos funcionales impuestos por la micro-red, logrando la operación eficiente y continua del sistema eléctrico de Huatacondo.

Entre los posibles desarrollos para continuar con esta línea de trabajo se encuentran: la utilización masiva de dispositivos inalámbricos en los sistemas SCADA, el estudio e implementación de protecciones en micro-redes y el desarrollo de esquemas de coordinación que combinen la operación de múltiples micro-redes utilizando la plataforma diseñada.