Desarrollo de sistemas para la formación técnica en el campo de la electricidad y la energía

César Bonilla, Edibon International S.A.

"La escalibilidad de LabVIEW permite reutilizar el código original en un 80% para abordar nuevas aplicaciones acortando los tiempos de test y validación a dos semanas"

- César Bonilla, Edibon International S.A.

El Reto:

Formar a la nuevas generaciones en las últimas tecnologías referentes a Smart Grids, Sistemas de Generación de Potencia y Protecciones Eléctricas en Redes de Alta Tensión (Figura 1), Energías Renovables, Máquinas Eléctricas, Construcciones Electromecánicas, Instalaciones Eléctricas Industriales y Sistemas Domóticos.

La Solución:

Con la tecnología más reciente de National Instruments se han desarrollado diferentes sistemas modulares para el estudio de casos reales tales como el control de centrales eléctricas de generación, el análisis de las redes inteligentes de energía (Smart Grids) utilizando “Smart Meters” reales (Figura 2), Energías Renovables, sistemas avanzados de protección de redes de alta tensión, laboratorios de alta tensión, etc.

Autor(es):

César Bonilla - Edibon International S.A.
Andrés Garro - EDIBON International S.A
Francisco J. Guzmán - EDIBON International S.A
Álvaro Romeral - EDIBON International S.A

 

Edibon International está especializado en el desarrollo de equipos técnicos para la formación en diversas áreas como energíamecatrónica y automatizaciónelectricidad, entre otras. El campo de la electricidad cuenta con diversas áreas como Sistemas de Potencia y Smart GridMáquinas EléctricasConstrucciones ElectromecánicasSistemas de Domótica Instalaciones Eléctricas.


Debido a la rápida evolución de las tecnologías es necesaria una formación técnica paralela adaptada para conseguir una capacitación completa, actualizada y de calidad para los presentes y futuros técnicos.

 

Dentro del área de Sistemas de Potencia y Tecnología Smart Grid se han desarrollado aplicaciones para la formación en Sistemas de Generación de Potencia, Sistemas de Transmisión y Distribución de la Energía, Sistemas de Gestión de Cargas con compensación automática de potencia reactiva y aplicaciones para el estudio de sistemas de protección en redes y subestaciones eléctricas de alta tensión. Dentro de esta área se abordan retos como el estudio de la influencia de los “Black-Out” en los sistemas eléctricos de potencia y cómo se lleva a cabo la reposición del suministro eléctrico. Para ello, se recomienda la arquitectura PXI Real-Time y un módulo de adquisición de alto rendimiento, PXIe-6341, en el diseño de un sistema de control determinista mediante LabVIEW, que demuestra el procedimiento de la reposición del suministro eléctrico sin que haya un paso por cero. El dispositivo PXIe-6341 también sirve para desarrollos de lazos de control en tiempo real, aplicables en grupos de generación diesel (Figura 3), para lograr un comportamiento estable en la velocidad del motor, la tensión del generador síncrono y realizar maniobras de sincronización con la red.


En el área de Máquinas Eléctricas y Construcciones Electromecánicas se encuentran aplicaciones enfocadas en los aspectos constructivos y al estudio del comportamiento estático y dinámico de los motores de corriente alterna y de corriente continua, además de en transformadores monofásicos y trifásicos. Todo esto se lleva a cabo gracias al software de Control y Adquisición de Datos SCADA desarrollado con la herramienta LabVIEW en combinación con dispositivos de adquisición de datos multifución de alta velocidad, como es la PCIe 6251, que permite la obtención de curvas características de par-velocidad, curva de rendimiento de la máquina, ensayos de vacío y en carga. Además proporciona informes con los parámetros eléctricos de las máquinas eléctricas mediante los mismos procedimientos llevados a cabo en bancos de ensayo industriales reales.


Dicho software se proporciona con el código abierto bajo el ELK que incorpora una licencia de LabVIEW para que los usuarios puedan aprender dicho lenguaje, además de crear sus propias aplicaciones y profundizar en las áreas de estudio (Figura 4).

 

 

En cuanto a las Instalaciones Eléctricas y Sistemas de Domótica se han desarrollado equipos modulares para la formación técnica en Instalaciones Eléctricas Domésticas e Industriales, tecnologías de la automatización mediante sistemas cableados y wireless, sistemas KNX/EIB y comunicación Zigbee. A estos desarrollos los acompaña un Software de Enseñanza Asistido por Ordenador Interactivo, ICAI,  codificado en LabVIEW para llevar a cabo ejercicios prácticos y tests con los equipos, evaluar y monitorizar a los usuarios e incluso obtener resultados estadisticos de la evolución o informes de los mismos (Figura 5).

 

Resultados

La escalibilidad de LabVIEW permite reutilizar el código original en un 80% para abordar nuevas aplicaciones acortando los tiempos de test y validación a dos semanas. En cuanto a la plataforma PXI y los dispositivos multifución, se ahorra hasta en un 40% en tiempos de desarrollo e integración.

 

Información del Autor:

César Bonilla
Edibon International S.A.
Tel: +34 916198647
edibon@edibon.com

Fig.1: Modular Smart Grid Power Systems Simulators, AEL-MPSS, with Power Generation, Transmission, Distribution and Consumption protection relays.
Fig.2: Smart Grid Trainer, AEL-FUSG, with Smart Meters and final user smart power management.
Fig.3: Diesel generator with management and synchronization standalone control system.
Fig.4: Control panel of the synchronous generator and the turbine of the AEL-MPSS unit controlled from a PXI Real-Time system.
Fig.5: Interactive Computer Aided Instruction Software System (ICAI) for Electrical Systems and Home Automation Systems.