Gestión de la alimentación 2.0: regulador de sistema de generación de energía con funciones adicionales Phoenix Contact ofrece una solución certificada para instalaciones fotovoltaicas.

Resumen

Los operadores de la red están obligados a inyectar en ella la mayor cantidad posible de energía renovable sin poner en peligro la estabilidad de la red. Los reguladores de sistema de generación de energía, es decir, las unidades de regulación para sistemas de generación de energía, se utilizan por tanto para controlar y regular la potencia activa y reactiva. Los equipos certificados de Phoenix Contact pueden hacer aún más gracias a la PLCnext Technology subyacente.

Requisitos técnicos y reglamentarios

A menudo se dice que los sistemas de generación de energía descentralizados tienen un impacto negativo significativo en la calidad de la red. Esto se debe principalmente a que las condiciones externas, como el viento o el sol, que determinan en gran medida la potencia de las instalaciones, no son controlables ni suficientemente planificables. Lo que se olvida es que estas instalaciones ya ofrecen los requisitos técnicos previos para estabilizar la frecuencia y la tensión de red. Para que la cuota de las energías renovables en el consumo de electricidad aumente significativamente a medio plazo, es indudable la necesidad de una expansión masiva de los acumuladores de energía.

Además de la generación de energía, también hay que resolver tareas generales en su distribución. La liberalización de los mercados de la electricidad va cada vez más acompañada de la transmisión de energía transfronteriza. Como consecuencia lógica, se adoptaron especificaciones europeas en el denominado "Network Code – Requirements for Generators". El Network Code describe las normas de conexión a la red a las que están sujetos los sistemas de generación de energía instalados en Europa. Para obtener el mayor beneficio posible, debe adaptarse a las condiciones locales de cada país.

Válido para la mayoría de las instalaciones comerciales

En este contexto, la Asociación alemana de Electrotecnia, Electrónica y Tecnologías de la Información (VDE) ha elaborado, por encargo del Ministerio Federal de Economía y Energía, cuatro normas nacionales de aplicación para todos los niveles de tensión. Como una de las directivas, la VDE-AR-N 4110 "Normas técnicas de conexión para media tensión" sustituye a la directiva de media tensión de la BDEW (Asociación alemana de Industrias de la Energía y el Agua). Desde abril de 2019, el cumplimiento de la norma VDE-AR-N 4110 es obligatorio para todos los nuevos sistemas de generación de energía que se pongan en servicio con una potencia de la instalación igual o superior a 135 kW y un margen de tensión de 1 a 60 kV. Por lo tanto, la norma de aplicación afecta a la mayoría de las instalaciones fotovoltaicas comerciales.

Un aspecto parcial de la norma VDE-AR-N 4110/20 se refiere a la obligación de utilizar únicamente reguladores de gestión de la alimentación certificados. Los reguladores de sistema de generación de energía se encargan de que en el punto de conexión a la red se respeten los valores ajustados para la potencia activa o reactiva y los procedimientos de regulación especificados. Los valores de consigna son determinados por terceros —el operador de la red o el comercializador directo— mediante tecnología de telecontrol o en el marco de las curvas características definidas en la norma VDE-AR-N 4110/20.

Muchas funciones en un equipo

En este contexto, ya antes de la certificación, Phoenix Contact se planteó la cuestión de cómo garantizar el cumplimiento de las normas sin tener que renunciar a las múltiples posibilidades del sistema de control industrial en el que se basa la solución. Esto se debe a que se utiliza como hardware la actual generación de PLC basada en la PLCnext Technology abierta.

La tecnología no solo permite utilizar distintos lenguajes de programación —como IEC 61131, C/C++, C# o Matlab/Simulink— en un mismo proyecto. También es posible combinar distintas funciones en un mismo equipo. Phoenix Contact no ofrece aquí a los usuarios una solución "todo en uno", sino que se dirige específicamente a los usuarios que disponen de los conocimientos de sistema y programación necesarios para su aplicación. En proyectos iniciales, por ejemplo, se implementó una conexión de telecontrol además de la función de regulación certificada en el mismo sistema de control industrial. Este enfoque es rentable y ahorra espacio, ya que generalmente se utilizan dos equipos distintos para esta tarea.

Ejemplo de aplicación para una puesta en servicio sencilla

Para ayudar a los clientes en la puesta en servicio de la solución descrita, Phoenix Contact proporciona un ejemplo de aplicación para conectar la tecnología de telecontrol, incluida una aplicación web para parametrizar el regulador de sistema de generación de energía. Aparte de la implementación de las respectivas interfaces específicas de los requisitos, no es necesario realizar más ajustes. No obstante, pueden añadirse otras funciones en función de las necesidades. El modo de regulación, la configuración de los parámetros estándar del regulador PID, el ajuste de los puntos de interpolación de la curva característica, el almacenamiento de muestras binarias para el receptor de telemando centralizado o el registro de todos los parámetros esenciales de la red y del regulador durante la puesta en servicio inicial forman parte de esta aplicación.

Phoenix Contact ofrece además otros bloques de función para la implementación de las interfaces específicas de los requisitos del regulador de sistema de generación de energía. Estas incluyen módulos para integrar instalaciones descentralizadas mediante tecnología de telecontrol. Además, los bloques de función específicos para fotovoltaica simplifican la comunicación con inversores, medidores de energía o el acoplamiento a un portal independiente del fabricante.