Sistema de información para la operación remota de plantas de generación de energía hidroeléctrica

El enfoque del texto está orientado a describir la implementación de un sistema informático que facilita la experimentación aplicada y la investigación en un sistema prototipo de generación de energía hidroeléctrica (SGEH) a escala. El sistema de generación modular es automatizado en su totalidad para ser operado vía Internet. Una de las etapas descritas en el diseño es la implementación de la interfaz gráfica que permite visualizar e interactuar con el sistema de monitoreo y operación (variables eléctricas, mecánicas e hidráulicas involucradas en el proceso) y el comando del SGEH de forma local y remota. El sistema también posibilita la simulación de condiciones que no están presentes en la planta prototipo.

El sistema informático sigue los estándares IEEE 1010 e IEEE 1020 que tienen que ver con la operación y control de pequeñas hidroeléctricas. Este texto recoge los resultados de investigación reportados en cinco deserciones (de pregrado y posgrado) realizadas en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle, las cuales se desarrollaron en el marco del proyecto de investigación “Interfaz hardware/software para el monitoreo remoto de variables en sistemas de generación de energía hidroeléctrica”, financiado por la Vicerrectoría de Investigaciones. 

CONTENIDO

Capítulo 1

Introducción

Capítulo 2

Sistemas de generación
 

1. Introducción
2. Estado del arte
3. Sistemas de Generación de Energía Hidroeléctrica (SGEH)

• Elementos de un sistema de generación de energía hidroeléctrica
• Grupo turniagenerador
• Centrales hidroeléctricas (CHE)
• Operación general de una central hidroeléctrica
• Chequeos antes del encendido
• Encendido de sistemas auxiliares
• Inicio de funcionamiento de unidad
• Apagado de la unidad
• Control en sistemas de generación hidroeléctrica
• Funciones del sistema de control en una SGEH
• Obtener y monitorear información del proceso
• Controlar el proceso
• Normas utilizadas para la operación

Capítulo 3

Sistema prototipo de la Universidad del Valle (SGEH)
 

1. Introducción
2. Modos de operación

• Chequeo de condiciones de arranque
• Arranque y conexión
• Funcionamiento de la unidad generadora (operación)
• Apagado de la planta en forma normal (desconexión)
   

3. Instrumentación asociada al proceso

• Instrumentación de campo
• Ajuste de las variables de los instrumentos asociadas al sistema
• Caudal (medidor de flujo DFM 5.0) nivel (redes switchs)
• Presión (transmisor inteligente de presión LD 291)
• Velocidad del generador (REO444R)
• Variables eléctricas (medidor LOVATO DMK 22)

Capítulo 4

Sistema de control del laboratorio SGEH
 

1. Introducción
2. Descripción del hardware

• Comunicación con el SNAP PAC R1
• Enlace de comunicación RS485
• Enlace de comunicación serial RS232
• Enlace de comunicación Ethernet

3. Descripción del software
4. Arquitectura para el control local

• Diagramas de configuración
• Diagramas de acceso a la información

5. Diagrama de operación
6. Mecanismos de protección del SGEH
7. Interfaz del operador usado PAC Display
8. Modos de operación
9. Elementos de señalización  

Capítulo 5

Lazos de control y pruebas del sistema
 

1. Introducción
2. Ajustes en los equipos de medición
3. Lazos de control

• Control de velocidad

4. Operación del sistema SGEH

Capítulo 6

Interfaz hardware/software

1. Introducción
    
2. Interfaz gráfica de usuario GUI

• Laboratorios y sistemas de supervisión

3. Descripción del software

• Interfaz de comunicación
• Descripción de la base de datos (DB)
• Descripción del servidor web
• Descripción OptoDataLink
• Comunicación de datos entre PAC y DB
• Comunicación entre DB y GUI

4. Aplicación para la gestión de usuarios

• Tipos de usuarios – privilegios
• Desarrollo de la Interfaz Gráfica de Usuario (GUI)
   

5. Secuencia de operación

• Animaciones de la secuencia operación mediante JavaScript
• Captura de datos mediante AJAX
• Applet para la visualización de video del SGEH
• Código para realizar graficas en el tiempo
• Visualización y organización en pestañas
• Tipos de GUI
• Jerarquía de las páginas web
• Diseño de la interfaz desde la vista del usuario

6. Modificaciones realizadas en la estrategia de control

• Chequeo antes del encendido
• Activación de sistemas auxiliares
• Proceso de manipulación de válvula bypass y principal
• Sincronización

Capítulo 7

Pruebas y resultados

1. Introducción
2. Resultados para las GUI

• GUI principal de la aplicación
• GUI del operador
• GUI del usuario monitor
• GUI administrador
• GUI gestionar soluciones

3. Base de datos MYSQL
4. Enlaces creados en OptpDataLink
5. Medición del tráfico de red

• Medición del tráfico de red para el usuario administrador, operador y monitor en el equipo cliente y el servidor
• Pruebas de carga y estrés realizadas al servidor para medir su capacidad de respuesta
• Prueba realizada activando a los usuarios operador, administrador y 31 usuarios monitores

Bibliografía