Distribución y gestión de energía Déjanos tus comentarios

Seleccionar un instrumento de calidad de energía (Power Quality Instrument) para los recursos energéticos distribuidos.

El crecimiento de las plantas de generación de energía renovable y distribuida ha sido algo bueno ya que es algo que se necesita para nuestro futuro. Como consecuencia de este nuevo modelo y a medida de que nuestros recursos de energía distribuidos se expanden se hace más difícil medir la calidad de nuestra energía eléctrica. Existe una herramienta conocida como “Instrumento de calidad de energía (PQI)” la cual se encarga de resolver este problema. No todos los dispositivos de medición de energía son fabricados de la misma manera es por esto que existen normas que ayudan a los contratistas eléctricos a elegir un PQI apropiado.

Como consecuencia de los sistemas eléctricos modernizados y de los equipos digitalizados que están conectados a ellos se han creado estos instrumentos para responder ante esta necesidad. La distribución de energía de los servicios públicos se ha expandido de un modelo de generación centralizada para incluir energías renovables a una escala pequeña y un diseño mucho más distribuido.

Con este nuevo modelo se cambia la forma en la fluye la energía en el sistema por lo que se crea una alteración que crea una necesidad creciente y urgente de mediciones precisas de la calidad de la energía y en más puntos dentro de la red de distribución.

La digitalización de medición eléctrica es otro factor que se crea con la necesidad de medición de calidad de energía. Actualmente los medidores eléctricos digitales son capaces de informar sobre algunas métricas PQ pero estas varían dependiendo el fabricante.

Normas de medición de calidad de energía IEC

La necesidad de  estándarizar la forma en como miden la potencia eléctrica estos dispositivos no es nueva. Por ejemplo, el estándar internacional de monitoreo de calidad de energía IEC 61000-4-30 se publicó por primera vez en 2003 y ha tenido algunos cambios desde entonces.

Actualmente, la mayoría de los fabricantes acreditados de dispositivos de medición de potencia no abordan la necesidad de un proceso estándar para verificar la implementación de mediciones de calidad de energía que cumplan con IEC 61000-4-30. Sin embargo, tienen productos que cumplen con este estándar. Este estándar se centra en los métodos de medición de calidad de energía.

Ante esta necesidad el IEC creó recientemente como remedio la serie de estándares IEC 62586 la cual se divide en dos partes. La Parte 1 (IEC 62586-1) define un estándar integral de productos para dispositivos PQ, conocidos como PQI. Describe los requisitos de seguridad, climáticos, mecánicos, compatibilidad electromagnética (EMC), todo para garantizar que la herramienta sea adecuada para la instalación en el entorno de una planta de energía o subestación.

La Parte 2 (IEC 62586-2) define las pruebas funcionales, los procedimientos y los niveles de conformidad destinados a verificar el cumplimiento de los métodos de medición PQ especificados en el estándar 4-30. Esto aborda la principal deficiencia de los estándares originales 4-30 y garantiza que los fabricantes cumplan con las mismas especificaciones.

Debido a la innovación que se ha generado en el sector eléctrico tanto en producción como en distribución de energía, se debe de tomar más en serio el monitoreo de la calidad de la energía. Un PQI es la forma más confiable y sólida de evaluar esa calidad, pero solo si el instrumento cumple con este último conjunto de estándares.

Distribución de energía y gestión

Calidad de energía de la red

Los problemas de calidad de la energía que pueden causar problemas con el equipo y con las operaciones de una instalación son irregularidades de voltaje y perturbaciones armónicas. Se han desarrollado estándares para ayudar a abordar este problema definiendo las características de voltaje que los clientes pueden esperar de la electricidad suministrada por los servicios públicos. Además, los clientes de servicios públicos más grandes a menudo tienen acuerdos contractuales con sus servicios públicos que pueden especificar aún más los requisitos de energía suministrada. Los instrumentos de calidad de energía (PQI) son excelentes herramientas para verificar que se cumplen estos requisitos.

La norma europea CENELEC EN 50160, “Características de voltaje de la electricidad suministrada por los sistemas de distribución pública”, y la especificación técnica de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) IEC / TS62749, “Evaluación de la calidad de la energía – Características de la electricidad suministrada por las redes públicas”, definen la tolerancia permisible rangos para una serie de características de potencia. El cumplimiento de estas normas y de cualquier contrato relacionado puede garantizarse mediante el uso de PQI instalados en ambos lados del medidor del cliente. La figura 1 ilustra dicha instalación.

Para la verificación del cumplimiento es necesario funciones de medición bien definidas que nos proporcionen resultados comparables o coincidentes. IEC 61000-4-30 especifica un método de medición de clase A y un método de medición de clase S que dice:

Clase A: se utiliza cuando son necesarias mediciones precisas, por ejemplo, para aplicaciones contractuales que pueden requerir resolver disputas, verificar el cumplimiento de las normas, etc. Cualquier medición de un parámetro realizada con dos instrumentos diferentes que cumplan con los requisitos de la Clase A al medir las mismas señales, producirá resultados coincidentes dentro de la incertidumbre especificada para ese parámetro.

Clase S: ​se utiliza para aplicaciones estadísticas como encuestas o evaluaciones de calidad de energía, posiblemente con un subconjunto limitado de parámetros. Aunque utiliza intervalos de medición equivalentes a los de la Clase A, los requisitos de procesamiento de la Clase S son mucho menores. Algunas encuestas pueden evaluar los parámetros de calidad de energía de varios sitios de medición en una red; otras encuestas evalúan los parámetros de calidad de energía en un solo sitio durante un período de tiempo, o en ubicaciones dentro de un edificio o incluso dentro de un solo equipo grande.

Los diseñadores y especificadores de sistemas también deben conocer un estándar complementario y clave, IEC 62586-2, “Medición de la calidad de la energía en sistemas de suministro de energía – Parte 2: Pruebas funcionales y requisitos de incertidumbre”.

Esta norma proporciona métodos de prueba para garantizar el cumplimiento de las funciones de medición con las especificaciones IEC 61000-4-30.

Las normas y regulaciones adicionales que se aplican en aplicaciones de calidad de energía de la red se muestran en la Tabla 1.