¿Qué sistemas de seguridad impiden que los inversores conectados a la red alimenten energía durante las interrupciones de la red?
Sistemas de Seguridad para Prevenir que los Inversores Conectados a Red Proporcionen Energía Durante Interrupciones de la Red
Para prevenir que los inversores conectados a red continúen proporcionando energía a la red durante interrupciones, se suelen emplear varios sistemas y mecanismos de seguridad. Estas medidas no solo protegen la estabilidad y seguridad de la red, sino que también aseguran la seguridad del personal de mantenimiento y otros usuarios. A continuación, se presentan algunos sistemas y mecanismos de seguridad comunes:
1. Protección Anti-Islanding
La protección anti-islanding es una tecnología crucial para prevenir que los inversores conectados a red proporcionen energía cuando la red está caída.
Principio de Funcionamiento: Cuando la red experimenta una interrupción, la protección anti-islanding detecta cambios en el voltaje o la frecuencia de la red y desconecta rápidamente el inversor de la red para evitar que continúe suministrando energía.
Métodos de Implementación:
Métodos de Detección Activa: Al inyectar pequeñas señales de perturbación (como perturbaciones de frecuencia o voltaje) en la red, estas perturbaciones son absorbidas si la red está operando normalmente. Sin embargo, si la red se cae, las señales de perturbación causan cambios notables en el voltaje o la frecuencia, lo que desencadena la desconexión del inversor.
Métodos de Detección Pasiva: Monitoreo de parámetros como el voltaje y la frecuencia de la red, y desconexión inmediata del inversor si los valores exceden rangos predefinidos (por ejemplo, sobretensión, sub tensión, frecuencia anormal).
2. Dispositivos de Protección por Relés
Los dispositivos de protección por relés monitorean el estado de la red y desconectan rápidamente el inversor de la red al detectar anomalías.
Relés de Voltaje: Monitorean el voltaje de la red y desconectan automáticamente el inversor si el voltaje excede los rangos normales (muy alto o muy bajo).
Relés de Frecuencia: Monitorean la frecuencia de la red y desconectan automáticamente el inversor si la frecuencia se sale de los límites aceptables (muy alta o muy baja).
Relés de Detección de Fase: Monitorean los cambios de fase en la red para asegurar que el inversor permanezca sincronizado con la red. Si se pierde la sincronización de fase, el inversor se desconecta inmediatamente.
3. Interruptores Automáticos de Acción Rápida
Los interruptores automáticos de acción rápida son dispositivos capaces de responder a los cambios en el estado de la red en milisegundos.
Principio de Funcionamiento: Cuando ocurre un fallo o interrupción en la red, los interruptores automáticos de acción rápida pueden cortar rápidamente la conexión eléctrica entre el inversor y la red, evitando que el inversor continúe suministrando energía.
Escenarios de Aplicación: Ampliamente utilizados en grandes plantas fotovoltaicas, parques eólicos y otros sistemas de generación de energía distribuida para garantizar la rápida aislación de fuentes de energía durante fallos de la red.
4. Interruptores de Circuito del Lado CC
Los interruptores de circuito del lado CC controlan la entrada de energía CC al inversor.
Función: Además de desconectar la conexión del lado CA, cortar la fuente de energía del lado CC puede detener completamente la operación del inversor cuando la red está caída.
Escenarios de Aplicación: Principalmente utilizados en inversores de sistemas fotovoltaicos para asegurar que la energía CC generada por los paneles solares no continúe suministrándose al inversor durante interrupciones de la red.
5. Sistemas de Monitoreo Inteligentes
Los sistemas de monitoreo inteligentes proporcionan funciones de control y advertencia automatizadas mediante el monitoreo en tiempo real del estado de la red y la operación del inversor.
Monitoreo Remoto: Utilizando sensores y módulos de comunicación para monitorear parámetros como el voltaje, la frecuencia y la potencia de la red, transmitiendo datos a un sistema de control central para su análisis.
Desconexión Automática: Al detectar interrupciones de la red u otras anomalías, los sistemas de monitoreo inteligentes pueden emitir automáticamente comandos para desconectar el inversor de la red.
Grabación y Análisis de Datos: Grabación de datos históricos de la operación de la red y el inversor para su posterior análisis y optimización de las estrategias de operación del sistema.
6. Protección contra Fallas a Tierra
La protección contra fallas a tierra detecta fallas de tierra en el sistema de inversores conectados a red para asegurar que no ocurran fugas de corriente peligrosas durante interrupciones de la red.
Principio de Funcionamiento: Monitoreando las corrientes a tierra en el sistema, una vez detectadas corrientes a tierra anormales (como cortocircuitos o fugas), el inversor se desconecta inmediatamente de la red.
Escenarios de Aplicación: Aplicable a diversos tipos de sistemas de inversores conectados a red, especialmente en entornos propensos a la humedad o a rayos.
7. Sistema de Gestión de Energía Bidireccional
Los sistemas de gestión de energía bidireccional coordinan el flujo de energía entre los inversores conectados a red y los sistemas de almacenamiento de energía.
Principio de Funcionamiento: Durante interrupciones de la red, el sistema puede cambiar automáticamente al modo fuera de red, almacenando la energía excedente en baterías u otros dispositivos de almacenamiento de energía en lugar de continuar suministrándola a la red.
Escenarios de Aplicación: Ampliamente utilizados en sistemas de energía híbrida (como PV + sistemas de almacenamiento) para garantizar la operación autónoma sin afectar la red durante interrupciones.
8. Interruptores de Desconexión Manual
Los interruptores de desconexión manual son interruptores físicos que permiten a los operadores desconectar manualmente el inversor de la red en caso de emergencia.
Escenarios de Aplicación: Aunque la mayoría de los inversores modernos están equipados con características de desconexión automática, los interruptores de desconexión manual proporcionan una seguridad adicional en ciertas situaciones especiales (como mantenimiento o emergencias).
Resumen
Para prevenir que los inversores conectados a red continúen suministrando energía a la red durante interrupciones, a menudo se combinan múltiples sistemas y mecanismos de seguridad, incluyendo la protección anti-islanding, dispositivos de protección por relés, interruptores automáticos de acción rápida, interruptores de circuito del lado CC, sistemas de monitoreo inteligentes, protección contra fallas a tierra, sistemas de gestión de energía bidireccional e interruptores de desconexión manual. Estas medidas trabajan juntas para garantizar la seguridad, confiabilidad y estabilidad de la red.
