El sector eléctrico está experimentando cambios importantes tanto a nivel de gestióncomo a nivel de mercado. Una de las claves que están acelerando este cambio es lapenetración cada vez mayor de los Sistemas de Generación Distribuida (DER), que estándando un mayor protagonismo al usuario a la hora de plantear la gestión del sistemaeléctrico. La complejidad del escenario que se prevé en un futuro próximo, exige que losequipos de la red tenga la capacidad de interactuar en un sistema mucho más dinámicoque en el presente, donde la interfaz de conexión deberá estar dotada de la inteligencianecesaria y capacidad de comunicación para que todo el sistema pueda ser gestionado ensu conjunto de manera eficaz. En la actualidad estamos siendo testigos de la transicióndesde el modelo de sistema eléctrico tradicional hacia un nuevo sistema, activo einteligente, que se conoce como Smart Grid.En esta tesis se presenta el estudio de un Dispositivo Electrónico Inteligente (IED)orientado a aportar soluciones para las necesidades que la evolución del sistema eléctricorequiere, que sea capaz de integrase en el equipamiento actual y futuro de la red,aportando funcionalidades y por tanto valor añadido a estos sistemas. Para situar lasnecesidades de estos IED se ha llevado a cabo un amplio estudio de antecedentes,comenzando por analizar la evolución histórica de estos sistemas, las características de lainterconexión eléctrica que han de controlar, las diversas funciones y soluciones quedeben aportar, llegando finalmente a una revisión del estado del arte actual. Dentro deestos antecedentes, también se lleva a cabo una revisión normativa, a nivel internacionaly nacional, necesaria para situarse desde el punto de vista de los distintos requerimientosque deben cumplir estos dispositivos.A continuación se exponen las especificaciones y consideraciones necesarias para sudiseño, así como su arquitectura multifuncional. En este punto del trabajo, se proponenalgunos enfoques originales en el diseño, relacionados con la arquitectura del IED ycómo deben sincronizarse los datos, dependiendo de la naturaleza de los eventos y lasdistintas funcionalidades. El desarrollo del sistema continua con el diseño de losdiferentes subsistemas que lo componen, donde se presentan algunos algoritmosnovedosos, como el enfoque del sistema anti-islanding con detección múltipleponderada.Diseñada la arquitectura y funciones del IED, se expone el desarrollo de unprototipo basado en una plataforma hardware. Para ello se analizan los requisitosnecesarios que debe tener, y se justifica la elección de una plataforma embebida de altasprestaciones que incluye un procesador y una FPGA.El prototipo desarrollado se somete a un protocolo de pruebas de Clase A, según lasnormas IEC 61000-4-30 e IEC 62586-2, para comprobar la monitorización deparámetros. También se presentan diversas pruebas en las que se han estimado losretardos implicados en los algoritmos relacionados con las protecciones. Finalmente secomenta un escenario de prueba real, dentro del contexto de un proyecto del PlanNacional de Investigación, donde este prototipo ha sido integrado en un inversordotándole de la inteligencia necesaria para un futuro contexto Smart Grid.
展开▼
