Simulador de red para prueba de dispositivos “on-grid” según IEEE 1547 / IEC 61000-3-15 / IEC 62116

La demanda de productos de Recursos Distribuidos (DR) tales como inversores fotovoltaicos y sistemas de energía eólica está creciendo sin parar según el mundo busca nuevas fuentes de energías renovables limpias. Sin embargo, la potencia generada por estas fuentes renovables está afectada a menudo por las condiciones meteorológicas y pueden causar problemas de estabilidad en la red pública.

Para optimizar el uso de las energías alternativas y equilibrar la red frente a la diferencia de picos de carga/consumo, algunos paises están iniciando la promoción de sistemas híbridos de almacenamiento de potencia fotovoltaica y eólica con la combinación de casas inteligentes y vehículos eléctricos en una estructura de microred.

Esto crea la necesidad de ensayos más rigurosos de simulación para analizar la estabilidad de potencia, seguridad y condiciones anormales en instalaciones renovables conectadas a red. Esta demanda ha fijado pruebas de regulación según las normas IEEE 1547 (interconexión de recursos distribuidos con sistemas de potencia eléctrica), IEC 61000-3-15 (Inmunidad electromagnética de baja frecuencia para sistemas de generación de potencia conectados a la red eléctrica pública) e IEC 62116 (procedimientos de test para medidas de prevención de isla en inversores fotovoltaicos conectados a red), para asegurar un funcionamiento apropiado y seguro de los productos “on-grid”.

Para los fabricantes de este tipo de productos se ha convertido en algo crítico realizar estos ensayos para probar la conformidad y tranquilizar las preocupaciones sobre el riesgo de estos productos. La familia de Simuladores de Red 61800 de Chroma se han diseñado para satisfacer estos requerimientos de test, proporcionando un funcionamiento en los 4 cuadrantes I-V, completamente regenerativo, con funciones avanzadas de simulación de perturbaciones de red como huecos, transitorios, variaciones de tensión o frecuencia, armónicos e inter-armónicos para pruebas de conformidad, seguridad y verificación de producto.

Sirve tanto como referencia de voltaje de la red eléctrica, como carga para absorber la potencia entregada por el dispositivo bajo test, regenerando el 100% de la energía a la red en lugar de disiparla en calor como una carga RLC. En casos donde el dispositivo bajo test genere corriente, el circuito de detección percibirá el exceso de potencia y lo reciclará a la red.

El simulador de red 61800 no solo es ideal para test de inversores fotovoltaicos, sino también para SAIs de sistemas de telecomunicaciones y servidores, aplicaciones de test de vehículos eléctricos tales como V2G (Vehicle to Grid) y G2V (Grid to Vehicle), sistemas de almacenamiento de energía (ESS), inversores para motores de ascensor e incluso para laboratorios de simulación de micro-redes. El uso de estos simuladores no solo está limitado al proceso de desarrollo de producto en I+D, sino también durante el diseño, verificación del producto, e incluso a lo largo de toda la fase productiva. Los tests típicos en este rango de productos son: rango de voltaje de operación, anormalidad de voltaje y frecuencia, test LVRT (Low Voltage Ride Through), test de isla, huecos de tensión y variaciones de frecuencia (IEC 61000-4-14/4-28), inmunidad (IEC 61000-4-11//4-34) y test de límites de armónicos y flickers (IEC 61000-3-2/3-3).

Usando la última tecnología de control digital, la serie 61800 posee las condiciones necesarias para ensayar microrredes y dispositivos conectados a red, pudiendo suministrar hasta 690VL-L (400VL-N) hasta 300kVA de potencia, y frecuencias de salida desde 30Hz hasta 100Hz. La función AC+DC permite añadir un offset de corriente contínua a la señal alterna, requerido en ciertas aplicaciones. Además de suministrar un voltaje AC limpio, preciso y estable, la serie 61800 es capaz de simular varios tipos de formas de onda de voltaje distorsionada y condiciones transitorias requeridas para validación de producto. Esto se lleva a cabo usando los modos LIST, STEP y PULSE de creación de formas de onda programables.

El modo LIST es una función más versátil que permite al usuario componer formas de onda complejas de hasta 100 secuencias. Las formas de onda de voltaje requeridas para test de inmunidad según la IEC 61000-4-11 (interrupciones de corta duración, huecos y variaciones de voltaje) pueden conseguirse fácilmente con el simulador de red regenerativo y su software. La función SYNTHESIS permite crear formas de onda de voltaje armónico hasta el orden 40 basado en una frecuencia fundamental de 50/60Hz, y la función INTERHARMONIC realizar barridos de frecuencia desde 0.01Hz a 2400Hz sobre la misma frecuencia fundamental, ayudando al ingeniero a localizar los puntos de resonancia. El control del simulador de red puede hacerse por GPIB (IEEE488.2), RS232, USB o Ethernet.

La serie 61800 se compone de tres modelos, de 30kVA, 45kVA y 60kVA respectivamente. La salida puede configurarse para 1 ó 3 fases, y pueden conectarse varios simuladores 61800 en paralelo para aplicaciones que requieran mayores potencias.