Diseño e implementación de un sistema de adquisición de datos y monitoreo de los generadores de un simulador experimental de laboratorio

Abstract

En la actualidad se han propuesto conceptos novedosos en los que la aplicación de sistemas de adquisición de datos es muy importante. Por ejemplo, al nivel de la red de transmisión, se han desarrollado sistemas de mediciones fasoriales sincronizadas que permiten obtener mediciones casi instantáneas de variables de interés de los nodos más importantes de la red. De igual manera, a nivel del sistema de distribución y aún en los centros de consumo, se han propuesto otros conceptos novedosos como son el desarrollo de micro redes y la instalación de unidades de generación convencionales y a partir de energías renovables cerca de los usuarios. En estos casos un área de investigación importante es el desarrollo de sistemas de adquisición de datos y monitoreo que sirvan como base para la implementación de sistemas de control y gestión eficiente de la energía para estos nuevos sistemas eléctricos. Siendo un área de gran interés actual, en el presente trabajo se implementa un sistema de adquisición de datos y monitoreo especialmente diseñado para los generadores síncronos del Simulador Experimental de Sistemas Eléctricos de Potencia del grupo de Investigación de Fenómenos Dinámicos en redes interconectadas y Máquinas Eléctricas de la SEPI-ESIME-Zacatenco. Este sistema de adquisición de datos y monitoreo considera funciones de operación específicas para realizar diferentes tareas que son necesarias en la utilización del simulador experimental en la docencia y la investigación de los sistemas eléctricos de potencia en estado estacionario y dinámico. Cuenta con una función de adquisición de datos en tiempo real de las variables principales eléctricas y mecánicas de interés del generador síncrono y puede realizar en este contexto el análisis de componentes armónicas de las variables y ubicar el punto de operación del generador dentro de su carta de operación. Cuando ocurre un disturbio, el sistema de monitoreo registra y sincroniza todas las variables de los generadores para permitir realizar un análisis post-mortem del período transitorio, utilizando diferentes aplicaciones de análisis de señales las cuales pueden ser desarrolladas en lenguaje LabVIEW® ó MATLAB®. Además, como se muestra en los resultados del presente trabajo, el sistema de monitoreo puede ser empleado en la realización de diferentes pruebas de determinación de parámetros o de monitoreo de la condición de máquinas eléctricas. De esta manera, el sistema de adquisición de datos y monitoreo desarrollado en el presente trabajo es una base sólida que permitirá el desarrollo de futuras aplicaciones de monitoreo y permitirá la comparación directa de resultados de programas de computadora con los obtenidos en pruebas experimentales.