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Especificaciones técnicas de la monitorización
Los PLC´s de la serie CJ1M de Omron son autómatas programables de tamaño muy pequeño, que incorporan funciones avanzadas de alta velocidad. Los sistemas de control de Omron ofrecen flexibilidad, eficacia y velocidad. La reputación de Omron en términos de calidad de producto, fiabilidad y tecnología avanzada es inherente a todos sus sistemas de control. El sistema SmartControl PV está diseñado para monitorizar mediante estos PLC’s los siguientes dispositivos:
CONTADORES
La rentabilidad económica de una instalación fotovoltaica se establece en la producción oficial de la misma, es decir, en la energía que pase a través de los contadores. El sistema SmartControl PV es capaz de monitorizar directamente cualquier tipo de contador. Los datos de los puntos de medida que pueden adquirirse son: curvas de carga (cuarto horarias y horarias), cierres de facturación (valores absolutos, incrementales, excesos de potencia y máximos) y valores instantáneos de los contadores.
INVERSORES
Aunque en el mercado existe una extensa lista de tipos de inversores, todos ellos suelen monitorizar un conjunto común de magnitudes de entrada/salida así como parámetros que informan del estado del inversor. Estas magnitudes son empleadas por el sistema SmartControl PV para realizar los cálculos de producción y rendimiento desde el punto de vista de los inversores, así como llevar a cabo las tareas de control de incidencias, mantenimiento y predicciones de producción. La frecuencia de adquisición de datos de los inversores realizada por el sistema Smart Control PV dependerá de la velocidad soportada por el protocolo de comunicación con los inversores, pudiéndose alcanzar frecuencias inferiores a los 5 segundos por inversor.
STRINGS
En una instalación con inversores de gran potencia, será necesario disponer de instrumentación distribuida que nos aporte información sobre el comportamiento de las series de módulos fotovoltaicos. El sistema de monitorización de strings permite verificar la correcta conexión de las series, el estado de las protecciones contra sobretensiones y la corriente de cada serie, lo que facilita las tareas de mantenimiento de la instalación simplificándose al disponer de vigilancia permanente del funcionamiento de los arrays de paneles, generando un aviso en el caso de que se detecte cualquier anomalía.
ESTACIÓN METEOROLÓGICA
Cuando se evalúan, diseñan o se hacen análisis económicos de los sistemas fotovoltaicos se requiere de información precisa y detallada de magnitudes meteorológicas que determinan el proceso de producción energética y rendimiento de la instalación. El sistema SmartControl PV es capaz de monitorizar un amplio abanico de sensores meteorológicos con elevada precisión con una frecuencia de muestreo de un minuto.
Descripción del hardware de adquisición de datos
La calidad de servicio, incluyendo una rápida conectividad y un número elevado de transacciones de bases de datos, debido a la presencia de múltiples enlaces con los concentradores de comunicación remotos, es esencial en la operatividad de este sistema, de ahí que el diseño de las infraestructuras se caractericen por una elevada redundancia en todos los elementos de alta escalabilidad y fiabilidad.
El sistema está compuesto por un Centro de Datos remoto (dotado de las mejores condiciones de seguridad que le proporcionan una altísima disponibilidad) y un sistema distribuido en las propias instalaciones con arquitectura hardware modular, que se encarga de la adquisición de los datos directamente de los sistemas de generación (módulos fotovoltaicos), de conversión (inversores) y de medición (contadores) de la energía, así como de los parámetros meteorológicos (estación meteorológica).
Estos concentradores de comunicación ubicados localmente en armarios de control tienen la función de adquirir, almacenar y transmitir los datos de los diferentes dispositivos que intervienen en el proceso de producción de la energía (cajas colectoras de series de módulos, inversores, contadores, analizadores de red, protecciones eléctricas, sensores meteorológicos, etc.) al Centro de Datos remoto.
En el Centro de Datos remoto se ejecutan una serie de procesos, los cuales se encargan de monitorizar las comunicaciones y filtrar los datos, que llegan provenientes de los concentradores locales. Otros procesos se encargan de insertar estos registros en una base de datos, de la que se podrán extraer informes y realizar estadísticas.
Los concentradores de datos, también almacenan localmente la información con el fin de dar una mayor fiabilidad y minimizar la pérdida de
información ante posibles fallos de comunicaciones y transmisión de los datos. En el caso de que algunos registros no llegaran al servidor, por los motivos antes expuestos, existe un proceso que se encarga de la recuperación de éstos autónomamente. Los datos desde las instalaciones se envían utilizando la comunicación más fiable de las disponibles (banda ancha móvil, ADSL, radio o satélite).
Los datos de los puntos de medida (contadores) que pueden adquirirse son: curvas de carga, valores memorizados correspondientes a cierres de facturación (valores absolutos, incrementales, excesos de potencia y máximos), datos globales, eventos para comunicaciones IEC-870 REE. En el caso de los inversores, tenemos la posibilidad de conocer los canales de medición que nos informan sobre corriente de fuga, total de energía inyectada a la red, frecuencia de red, horas totales de servicio, corriente de red, corriente continua, total de conexiones a red, potencia de red inyectada, resistencia de aislamiento de la instalación fotovoltaica antes de la conexión a red, tensión de red, tensión fotovoltaica de entrada, tensión fotovoltaica nominal, impedancia de la red, etc. de las estaciones meteorológicas obtenemos temperatura ambiente, radiación directa, radiación difusa, presión, humedad, precipitación, velocidad y dirección del viento.
En el servidor central se almacena la información de manera estructurada en una base de datos Microsoft SQL server. En esta base de datos se ejecutan procedimientos y servicios para mantener la consistencia de los registros, para indexar y procesar series históricas, buscar irregularidades, generar notificaciones de avisos y alarmas teniendo en cuenta los indicadores de control preestablecidos, para la recuperación de datos en remoto, y otros.