Sistema de adquisición de datos y control supervisado de micro-redes en código abierto

Abstract

En la ultima década, la generación distribuida de energía ha aumentado considerablemente debido a la reducción en los costos de inversión de paneles solares, lo cual, ha movilizado tanto a clientes residenciales como empresas pequeñas a invertir en este tipo de tecnología para ver reducciones en el costo de la energía eléctrica. Este avance tecnológico ha dado a lugar a nuevas redes pequeñas en la que se concentran consumidores como generadores y derribó el paradigma de que los centros de consumos se encuentran alejados de los centros de generación. Bajo este contexto, se presentan las micro-redes como pequeñas redes en donde existe un operador local que controla el balance de generación-carga dentro de esta, optimizando la operación para reducir costos, asegurando el abastecimiento de potencia y gestionando los recursos disponibles de la red. Otra de las capacidades de las micro-redes es operar en modo isla y conectadas a la red. Para llevar a cabo estas obligaciones, el operador debe tener acceso al estado de la red en todo momento y ser capaz de operar remotamente los distintos dispositivos que la componen. Para llevar a cabo dicho cometido, es necesario utilizar una herramienta que se ha utilizado desde hace muchos años: los sistemas SCADA. Se ha identificado a través de una revisión de mercado, que los sistemas que se encuentran disponibles en el mercado no son capaces de satisfacer todas las necesidades de estas nuevas micro-redes o comúnmente conocidas como Smart Grids. Al adquirir un sistema en el mercado, se debe escoger en tener una buena visualización del estado de la red o que posea todas las capacidades de control. En esta memoria se desarrolla un sistema SCADA escrito en el lenguaje de programación Python, que es capaz de monitorear en tiempo real las principales variables eléctricas de la micro-red en una interfaz simple e intuitiva para su configuración y opeación. Este sistema tiene las aplicaciones de Historizador, capacidad de almacenar información histórica de la red para futuras referencias, y Gestor de Alarmas para llevar un monitoreo activo de las variables más criticas del sistema. El sistema SCADA, implementando el protocolo de comunicación Modbus, es validado en un entorno de simulación, en el cual monitorea seis dispositivos simultáneamente. Se detecta que a pesar de obtener las mediciones correctamente, existe un retraso promedio de 7.64 [ms] en cada intervalo de medición, cuya causa radica en la programación misma. Posteriormente, es validado en el Laboratorio de Energía de la Universidad de Chile, conectándose a dispositivos de medida PoweLogic PM750, almacenando los datos de medición y permitiendo un monitoreo constante de los activos de la red.