EMS para microrredes y sistemas híbridos de energía

Cuando una instalación combina red eléctrica, generación renovable, almacenamiento BESS y grupos electrógenos, el desafío no consiste solamente en conectar diferentes fuentes de energía.

Es necesario definir cómo participa cada recurso, cómo se mantiene el balance energético y qué estrategia debe seguir el sistema ante cambios en la generación, la demanda o la disponibilidad de la red.

Hybrid Control 5500 es la solución EMS de Servintel para controlar y coordinar estos sistemas, integrando diferentes recursos energéticos dentro de una única estrategia de operación.

Permite desarrollar aplicaciones conectadas a red o aisladas, combinando control, supervisión, comunicaciones y gestión energética en una plataforma integrada.

Para profundizar en este tipo de aplicaciones: ¿Qué es un sistema híbrido de energía y cómo integrarlo?

Coordinar múltiples recursos dentro de una misma estrategia

Una microrred puede incorporar fuentes con características y objetivos diferentes.

La generación solar o eólica depende de la disponibilidad del recurso. Un sistema BESS puede almacenar o entregar energía. Los grupos electrógenos aportan generación gestionable. La red eléctrica puede funcionar como fuente, respaldo o punto de intercambio.

Hybrid Control 5500 permite coordinar estos recursos para que funcionen como parte de un mismo sistema energético.

La solución puede integrar:

• Red eléctrica.
• Generación fotovoltaica.
• Generación eólica.
• Sistemas de almacenamiento BESS.
• Grupos electrógenos.
• Cargas gestionables.

La arquitectura y la estrategia de control se definen de acuerdo con las características de cada instalación.

Para comprender cómo se organizan estos sistemas: ¿Qué son las microrredes? Guía técnica industrial

Gestión y balance energético

Hybrid Control 5500 administra la participación de las diferentes fuentes disponibles en el abastecimiento de las cargas.

Según la estrategia definida para el proyecto, el sistema puede priorizar recursos renovables, administrar la utilización del almacenamiento, gestionar la generación convencional y controlar el intercambio de energía con la red.

Entre las estrategias disponibles se encuentran:

• Priorización de generación renovable.
• Gestión de potencia de los distintos recursos.
• Operación con sistemas BESS.
• Gestión de grupos electrógenos.
• Peak shaving para limitar la potencia importada desde la red.
• Load shedding para preservar cargas prioritarias ante insuficiencia de generación.
• Gestión del intercambio con la red eléctrica.

La estrategia no es fija: se configura de acuerdo con los objetivos operativos y energéticos de cada aplicación.

Operación conectada a red o en isla

Hybrid Control 5500 puede utilizarse tanto en microrredes conectadas a la red eléctrica como en instalaciones capaces de operar de manera aislada.

En aplicaciones on-grid, el sistema coordina los recursos locales junto con la red y puede gestionar límites de importación o estrategias de peak shaving.

En aplicaciones off-grid, coordina los recursos disponibles para mantener el balance entre generación y demanda.

Cuando la arquitectura incorpora un sistema BESS compatible con operación grid-forming, la solución puede soportar estrategias de black start, utilizando el almacenamiento para iniciar la formación de la red interna de la microrred.

Gestión de cargas y continuidad operativa

La disponibilidad de energía dentro de una microrred puede variar según el estado de la red, la generación renovable, el nivel de carga del BESS o la disponibilidad de los grupos electrógenos.

Hybrid Control 5500 puede incorporar estrategias de load shedding para desconectar cargas no prioritarias cuando la potencia disponible resulta insuficiente.

Esto permite preservar la alimentación de las cargas definidas como críticas y adaptar la operación del sistema a la capacidad energética disponible en cada momento.

Arquitectura EMS/PMS integrada

Hybrid Control 5500 puede cumplir funciones de gestión energética y coordinación de generación dentro de una misma arquitectura.

El EMS define cómo deben utilizarse los distintos recursos disponibles, mientras que las funciones de control y gestión de potencia permiten ejecutar esa estrategia sobre los equipos que forman parte de la instalación.

La arquitectura definitiva depende de la cantidad y tipo de fuentes, el modo de operación, las comunicaciones disponibles y los requerimientos particulares del proyecto.

Para profundizar en esta relación: Arquitectura EMS/PMS en sistemas industriales

Integración con diferentes tecnologías

Una microrred no necesariamente está formada por equipos de un único fabricante.

Hybrid Control 5500 permite desarrollar arquitecturas de comunicación para integrar inversores, BESS, grupos electrógenos, sistemas de medición y otros dispositivos mediante protocolos industriales.

Según la aplicación, pueden utilizarse:

• Modbus TCP.
• Modbus RTU.
• Ethernet.
• RS485.
• CAN.
• SunSpec.
• SNMP.
• J1939.

La arquitectura de comunicaciones se define durante la ingeniería del proyecto en función de los equipos que deben integrarse.

Control central mediante InteliNeo 5500

El núcleo de control de la solución está basado en el InteliNeo 5500 de ComAp, una plataforma desarrollada específicamente para aplicaciones de microrred.

Servintel integra y configura el controlador de acuerdo con la arquitectura energética de cada instalación, desarrollando la lógica de operación, las comunicaciones y las estrategias necesarias para coordinar los diferentes recursos.

De esta manera, el controlador constituye la plataforma tecnológica sobre la cual se implementa una solución diseñada para cada aplicación.

Alimentación integrada con tPower

Hybrid Control 5500 incorpora una fuente/cargador tPower 24V 3A para la alimentación del sistema de control y el mantenimiento del banco de baterías de 24 VDC.

La incorporación de la fuente dentro de la solución permite disponer de una alimentación auxiliar integrada al tablero y diseñada como parte de la arquitectura del sistema.

También pueden consultarse otras alternativas disponibles dentro de nuestra línea de cargadores de baterías.

Supervisión y operación

Hybrid Control 5500 proporciona visualización local de las principales variables, estados y condiciones operativas de la microrred.

La solución permite supervisar, entre otros parámetros:

• Estado de las fuentes energéticas.
• Potencias instantáneas.
• Variables eléctricas.
• Estado de la red.
• Estado de grupos electrógenos.
• Condiciones de operación de los recursos integrados.
• Alarmas y eventos.
• Estados de cargas gestionables.

El registro de eventos facilita además el diagnóstico de condiciones operativas y fallas.

La disponibilidad de supervisión remota depende de la infraestructura de comunicaciones y de la configuración definida para cada proyecto.

Ingeniería adaptada a cada aplicación

No existen dos microrredes exactamente iguales.

La cantidad de recursos, fabricantes, capacidades de generación, almacenamiento, cargas y restricciones operativas modifica la estrategia que debe seguir el sistema.

Por eso Hybrid Control 5500 se configura como una solución de ingeniería.

Servintel desarrolla para cada proyecto:

• Arquitectura de control.
• Filosofía de operación.
• Estrategia de gestión energética.
• Integración de recursos.
• Arquitectura de comunicaciones.
• Prioridades de generación.
• Gestión de cargas.
• Setpoints y parámetros operativos.
• Lógicas de control.
• Configuración de alarmas y protecciones.
• Pruebas funcionales.
• Puesta en marcha.

El objetivo es que la complejidad de las diferentes tecnologías quede absorbida por una única estrategia de operación.

Características del sistema

Hybrid Control 5500 puede configurarse para aplicaciones con diferentes combinaciones de recursos energéticos.

Recursos integrables

• Red eléctrica.
• Generación fotovoltaica.
• Generación eólica.
• Sistemas BESS.
• Grupos electrógenos.
• Cargas gestionables.

Modos de operación

• On-grid.
• Off-grid.
• Operación híbrida.
• Black start con BESS grid-forming compatible.

Funciones de gestión energética

• Priorización de fuentes.
• Gestión de potencia.
• Gestión de generación renovable.
• Gestión de almacenamiento.
• Gestión de grupos electrógenos.
• Peak shaving.
• Load shedding.
• Gestión del intercambio con red.

Comunicaciones

• Modbus TCP.
• Modbus RTU.
• Ethernet.
• RS485.
• CAN.
• SunSpec.
• SNMP.
• J1939.

Plataforma de control

• Controlador ComAp InteliNeo 5500.
• Interfaz local de operación.
• Registro de eventos.
• Expansión de comunicaciones según proyecto.
• Expansión de entradas y salidas según requerimiento.

Alimentación

• Fuente/cargador TechControl tPower 24V 3A.
• Alimentación auxiliar de 24 VDC.
• Mantenimiento del banco de baterías del sistema de control.

Ingeniería

• Ingeniería de aplicación.
• Desarrollo de arquitectura.
• Programación y configuración.
• Integración de comunicaciones.
• Parametrización.
• Pruebas funcionales.
• Puesta en marcha.

La configuración definitiva se establece durante la ingeniería de cada proyecto.

Aplicaciones

Hybrid Control 5500 está orientado a instalaciones donde diferentes fuentes de energía deben operar de manera coordinada.

Entre sus aplicaciones se encuentran:

• Microrredes industriales.
• Sistemas híbridos de generación.
• Instalaciones fotovoltaicas con BESS.
• Aplicaciones con generación renovable y grupos electrógenos.
• Sistemas conectados a red con peak shaving.
• Instalaciones capaces de operar en isla.
• Infraestructura crítica con múltiples fuentes de energía.
• Proyectos de modernización energética.
• Sistemas donde deben integrarse equipos de diferentes fabricantes.

Una estrategia común para recursos diferentes

El desafío de una microrred no consiste en controlar cada equipo de manera independiente.

Consiste en conseguir que red, renovables, almacenamiento, generación convencional y cargas respondan a una estrategia común.

El valor de una microrred no está en controlar cada recurso por separado, sino en lograr que todos respondan a una misma estrategia energética. Hybrid Control 5500 integra esa coordinación dentro de una arquitectura diseñada para cada aplicación.