Controlador de carga compartida

Tipos de controladores de reparto de carga

El controlador de reparto de carga es un dispositivo basado en microcontroladores que se utiliza para controlar grupos electrógenos paralelos. Ayuda a monitorear la velocidad, el voltaje, la frecuencia y el amperaje de cada generador, al mismo tiempo que garantiza que todos los generadores compartan la carga por igual. Estos controladores vienen en varios tipos, incluyendo controladores digitales, analógicos e inteligentes.

• Controladores de reparto de carga analógicos

  Fueron algunos de los primeros controladores que se desarrollaron para compartir la carga. Su principio de funcionamiento se basa en comparar las señales de salida de la frecuencia o velocidad del motor principal de cada generador y ajustar el sistema de regulación en consecuencia. Los controladores analógicos tienen algunas ventajas, como que han sido probados con el tiempo, son bastante simples y fáciles de operar, y también son relativamente económicos. Sin embargo, también tienen algunos inconvenientes. Los controladores analógicos ofrecen una funcionalidad limitada y requieren una calibración periódica y mantenimiento de sus partes.

• Controladores de reparto de carga digitales

  Los controladores digitales reemplazaron a los analógicos. Su principio de funcionamiento se basa en medir y procesar digitalmente diferentes señales, como voltaje, frecuencia, corriente, velocidad y potencia. Esto les permite proporcionar una función de control más precisa para los generadores en paralelo. Los controladores digitales ofrecen una amplia gama de beneficios. Para empezar, tienen un algoritmo de control PID, que ayuda a reducir el error de estado estacionario. También son más flexibles y programables, permiten un diagnóstico de fallas más fácil y tienen una interfaz fácil de usar. Los controladores digitales también tienen algunos inconvenientes, como que pueden ser menos confiables en entornos hostiles en comparación con sus contrapartes analógicas y tienen un costo inicial más alto.

• Controlador inteligente

  Los controladores inteligentes son el tipo más nuevo de controlador de reparto de carga. Combinan tecnologías de Internet de las cosas (IOT) y algoritmos avanzados para mejorar el control y la monitorización de los generadores. Los beneficios de usar controladores inteligentes son que tienen un sistema de monitorización en tiempo real, eficiencia operativa mejorada, capacidades de mantenimiento predictivo y mayor fiabilidad y flexibilidad del sistema.

Funciones y características de los controladores de reparto de carga

Los controladores de reparto de carga gestionan los sistemas de energía distribuyendo y regulando las cargas entre múltiples generadores o fuentes. Su función principal es garantizar una entrega de energía fiable y eficiente en sistemas que requieren redundancia o capacidad aumentada. Una de las funciones clave de los controladores de reparto de carga es el equilibrio de carga. Distribuyen uniformemente la carga eléctrica entre los generadores en paralelo, evitando que cualquier unidad individual asuma más de su parte justa de la carga. Esto aumenta la fiabilidad evitando la sobrecarga de un solo generador y asegurando que ninguna unidad sufra una tensión excesiva durante los períodos de máxima demanda.

Otra función importante de los controladores de reparto de carga es mantener estables los voltajes y frecuencias de salida de los generadores. Estos controladores tienen mecanismos de control que ajustan los grupos electrógenos para mantener una calidad de energía constante dentro de los límites especificados. Ayuda a garantizar la compatibilidad entre diferentes cargas eléctricas y evita daños en los equipos debido a fluctuaciones de voltaje o frecuencia.

Además de equilibrar la carga y regular la calidad de la energía, los controladores de reparto de carga también poseen capacidades de detección y protección de averías. Monitorean continuamente las condiciones de funcionamiento de cada generador, como la temperatura, la presión del aceite y los parámetros eléctricos. Si ocurre alguna anomalía o falla, el controlador toma medidas correctivas, como aislar la unidad defectuosa del resto o activar medidas de protección para evitar daños mayores.

Aquí hay algunas características generales de los controladores de reparto de carga:

• Arquitectura redundante: Los controladores de reparto de carga emplean una arquitectura redundante con múltiples controladores que trabajan juntos para garantizar un funcionamiento sin interrupciones y una alta fiabilidad. Si un controlador falla, los demás continúan funcionando sin interrupción.
• Diseño modular: Estos controladores tienen un diseño modular que permite una fácil expansión y personalización de acuerdo con los requisitos específicos del sistema. Se pueden agregar módulos o componentes adicionales para aumentar la funcionalidad o la capacidad.
• Monitorización en tiempo real: Los controladores de reparto de carga ofrecen monitorización en tiempo real de parámetros críticos como la distribución de carga, el rendimiento del generador y la calidad de la energía. Proporcionan datos en vivo sobre el estado del sistema, lo que permite la detección temprana de posibles problemas.
• Conectividad de red: Estos controladores a menudo cuentan con opciones de conectividad de red como Ethernet, RS-485 o Modbus para acceso remoto e integración con otros sistemas. Se pueden conectar a una estación de monitorización o un sistema de gestión para el intercambio de datos y las operaciones de control.
• Interfaz fácil de usar: Los controladores de reparto de carga están equipados con interfaces fáciles de usar que simplifican las tareas de monitorización y configuración. Los operadores pueden visualizar fácilmente el estado del sistema, ajustar la configuración y responder a las alarmas o alertas a través de interfaces intuitivas.

Aplicaciones de los controladores de reparto de carga

Los controladores de reparto de carga son dispositivos electrónicos que se utilizan para controlar y monitorizar los generadores con el fin de aumentar su eficiencia y seguridad. Sus aplicaciones incluyen:

• Aplicaciones marítimas

  Se utilizan en barcos, donde facilitan el reparto de cargas eléctricas entre varios generadores instalados en los espacios reducidos y complejos de la sala de máquinas de un barco. Los controladores de reparto de carga mejoran la seguridad al proporcionar funciones de protección y mejorar la fiabilidad y la eficiencia en las operaciones marítimas.

• Sistemas de microrredes

  Los sistemas de microrredes son redes localizadas que pueden funcionar de forma independiente o en conjunto con la red tradicional. Los controladores de reparto de carga desempeñan un papel importante en los sistemas de microrredes al gestionar el reparto de potencia entre los recursos energéticos distribuidos, como los sistemas fotovoltaicos, los sistemas de almacenamiento de energía de baterías y los generadores diésel.

• Aplicaciones industriales

  Las grandes operaciones industriales a menudo utilizan varios generadores para proporcionar energía ininterrumpida para procesos críticos. Los controladores de reparto de carga equilibran la carga entre estos generadores para evitar sobrecargas y mejorar su fiabilidad.

• Telecomunicaciones

  Las instalaciones de telecomunicaciones requieren energía continua para mantener sus sistemas en funcionamiento. Los controladores de reparto de carga se utilizan para distribuir la energía entre varios generadores para evitar cualquier corte de energía que pueda provocar fallos del sistema.

• Operaciones mineras

  Las operaciones mineras a menudo trabajan en áreas remotas donde el suministro de electricidad no es fiable. Utilizan varios generadores, compartiendo la carga entre ellos mediante controladores de reparto de carga para garantizar energía continua para los equipos de minería y otras operaciones críticas.

• Sistemas de respaldo de emergencia)

  En instalaciones con energía de respaldo de emergencia, los controladores de reparto de carga distribuyen la carga entre varios controladores para garantizar que los servicios esenciales se mantienen durante los cortes de energía.

Cómo elegir controladores de reparto de carga

Al optar por un controlador de reparto de carga para una aplicación precisa, se deben considerar varios aspectos para lograr los resultados esperados.

• Estrategia de control: Hay disponibles muchas técnicas de control, como el control de caída, el control de calidad de bus y los métodos de control activo. Las estrategias de control de caída ajustan la salida del generador en relación con un cambio en el voltaje o la frecuencia de carga. En el control de calidad de bus, el controlador mantiene el voltaje y la frecuencia de bus dentro de límites estrictos independientemente de la carga. Al mismo tiempo, los métodos de control activo coordinan los generadores mediante la comunicación en tiempo real entre ellos.
• Necesidades de la aplicación: El controlador de reparto de carga elegido debe satisfacer las necesidades específicas del sistema. Las necesidades de la aplicación abarcan parámetros como la cantidad de generadores, el tipo de motor, el diseño de la medición y el lugar de instalación (marítimo o terrestre).
• Instalaciones de monitorización y medición: El MSS debe tener instalaciones de monitorización y medición adecuadas para evaluar el estado de los generadores. Se deben integrar alarmas y medidores de generadores para medir la velocidad del generador, la corriente de carga, el voltaje, la frecuencia y la temperatura del agua.
• Infraestructura de comunicación: Se debe especificar la red de comunicación del sistema. El controlador de reparto de carga utiliza una red de comunicación para recibir datos de numerosas fuentes y, dependiendo del tipo, enviar señales o alertas basadas en esos datos. Puede mejorar la eficiencia, fiabilidad y flexibilidad del sistema si la red de comunicación es compatible con el controlador.
• Escalabilidad: El controlador de reparto de carga debe ser escalable para que pueda adaptarse a las futuras necesidades de la aplicación.
• Instalaciones de integración: El controlador de reparto de carga debe tener capacidades de integración con los controladores del sistema existentes, incluidos los PLC, los DCS y los SCADA.
• Cumplimiento y normas: El controlador de reparto de carga debe cumplir con las normas y regulaciones del sector relevantes para la aplicación para garantizar la fiabilidad y la seguridad. Se debe verificar que el dispositivo seleccionado cumple con las normas necesarias, como CE, UL, etc.
• Tipo de montaje: LC, o LCP, se puede montar en un panel o en un armario.

Preguntas y respuestas sobre el controlador de reparto de carga

P: ¿Cuál es el propósito de un controlador de reparto de carga?

R: Un controlador de reparto de carga tiene como objetivo distribuir la carga total entre varios generadores.

P: ¿Cómo funciona un controlador de reparto de carga?

R: Funciona monitorizando y ajustando constantemente la carga que maneja cada generador.

P: ¿Cuáles son los beneficios de utilizar un controlador de reparto de carga?

R: El uso de un controlador de reparto de carga, incluso a un nivel mínimo, tiene los siguientes beneficios:

• Mayor fiabilidad
• Mejor ahorro de combustible
• Menos emisiones
• Menos costes de mantenimiento
• Mayor vida útil del motor
• Mayor eficiencia general

P: ¿Cuáles son los tipos de controladores de reparto de carga?

R: Los tipos incluyen control adaptativo, control de caída y control maestro-esclavo.

P: ¿Qué es el control de caída?

R: En el control de caída, se permite que el punto de ajuste de la variable controlada (voltaje o frecuencia de salida) ""caiga"" a medida que aumenta la potencia de salida.