Gerenciamento de alimentação 2.0: regulador IPE com funções adicionais A Phoenix Contact oferece uma solução certificada para instalações fotovoltaicas.

Resumo

Os operadores de rede são obrigados a alimentar a rede com o máximo possível de energia renovável sem comprometer a estabilidade da rede. Os reguladores IPE, ou seja, unidades de controle para instalação de produção de energia, são, portanto, usados para controlar e regular a potência ativa e reativa. Os dispositivos certificados da Phoenix Contact podem fazer ainda mais graças à PLCnext Technology subjacente.

Requisitos técnicos e regulamentares

É costume dizer que as instalações de produção de energia têm um impacto negativo significativo na qualidade da rede. Isso se deve principalmente ao fato de que as condições externas, como o vento ou o sol, que determinam significativamente o desempenho das instalações, não são controláveis nem suficientemente planejáveis. O que se esquece é que essas instalações já oferecem os pré-requisitos técnicos para estabilizar a frequência e a tensão de rede. Para que a cota de energias renováveis no consumo de eletricidade aumente significativamente no médio prazo, é indiscutivelmente necessária uma expansão maciça dos sistemas de acumuladores de energia.

Além da geração de energia, tarefas gerais também precisam ser resolvidas na distribuição de energia. A desregulamentação dos mercados de eletricidade está sendo cada vez mais acompanhada pela transmissão de energia entre fronteiras. Como consequência lógica, as especificações europeias foram aprovadas no chamado "Network Code – Requirements for Generators". O Network Code descreve as regras de conexão à rede às quais as instalações de produção de energia instaladas na Europa estão sujeitas. Para obter o melhor benefício possível, ele deve ser adaptado às condições locais de cada país.

Validade para a maioria das instalações comerciais

Nesse contexto, a VDE (Associação para Tecnologias Elétricas, Eletrônicas e da Informação) elaborou quatro regras nacionais de aplicação para todos os níveis de tensão em nome do Ministério Federal para Assuntos Econômicos e Energia. Como uma das diretrizes, a VDE-AR-N 4110 "Regras técnicas de conexão para média tensão" substitui a diretriz de média tensão da BDEW (Associação Alemã das Indústrias de Energia e Água). Desde abril de 2019, a conformidade com a VDE-AR-N 4110 é obrigatória para todas as novas instalações de produção de energia a serem comissionadas com um desempenho da instalação de 135 kW ou mais e uma faixa de tensão de 1 a 60 kV. Portanto, a regra de aplicação se aplica à maioria das instalações fotovoltaicas comerciais.

Um aspecto da VDE-AR-N 4110/20 trata da obrigação de usar somente controladores de gerenciamento de alimentação certificados. Os reguladores IPE garantem que os valores de referência para a potência ativa ou reativa e os procedimentos de controle especificados sejam seguidos no ponto de conexão da rede. Os valores de referência são determinados por terceiros - o operador de rede ou a comercialização direta – por meio da tecnologia de controle remoto ou dentro da estrutura das curvas características definidas na VDE-AR-N 4110/20.

Muitas funções em um dispositivo

Nesse contexto, mesmo antes da certificação, a Phoenix Contact considerou a questão de como garantir a conformidade com os padrões sem ter que abrir mão das muitas possibilidades do sistema de controle industrial no qual a solução se baseia. Isso se deve ao fato de que a atual geração de PLCs baseada na tecnologia aberta PLCnext Technology é usada como hardware.

A tecnologia não só permite o uso de diferentes linguagens de programação – como IEC 61131, C/C++, C# ou Matlab/Simulink – em um único projeto. Também é possível combinar diferentes funções em um único dispositivo. A Phoenix Contact não oferece aos usuários uma solução completa, mas se dirige especificamente aos usuários que têm o conhecimento necessário de sistema e programação para sua aplicação. Nos projetos iniciais, por exemplo, foi implementada uma conexão de controle remoto, além da função de controle certificada no mesmo sistema de controle industrial. Essa abordagem é econômica e economiza espaço, pois geralmente são usados dois dispositivos separados para essa tarefa.

Exemplo de aplicação para a colocação em funcionamento simples

Para ajudar os clientes a colocar em funcionamento a solução descrita acima, a Phoenix Contact fornece um exemplo de aplicação para conectar a tecnologia de controle remoto, incluindo um aplicativo da Web para parametrizar o regulador IPE. Além da implementação das respectivas interfaces específicas de requisitos, não é necessário fazer outros ajustes. No entanto, funções adicionais podem ser adicionadas conforme necessário. O modo de controle, a configuração dos parâmetros padrão do controlador PID, a configuração dos pontos de apoio da curva característica, o armazenamento de padrões de bits para o receptor de controle de ondulação ou o registro de todos os parâmetros essenciais da rede e do controlador durante o comissionamento inicial fazem parte dessa aplicação.

A Phoenix Contact também oferece blocos de função adicionais para a implementação das interfaces específicas do regulador IPE. Eles incluem módulos para integração de instalações descentralizadas por meio da tecnologia de controle remoto. Além disso, os blocos de função específicos para energia fotovoltaica simplificam a comunicação com inversores, dispositivos de medição de energia ou a conexão com um portal independente do fabricante.