Unidad de medida fasorial
Una unidad de medida fasorial (PMU) es un dispositivo que se utiliza para estimar la magnitud y el ángulo de fase de una cantidad fasorial eléctrica (como voltaje o corriente) en la red eléctrica utilizando una fuente de tiempo común para la sincronización. La sincronización de tiempo generalmente la proporciona el GPS o el Protocolo de tiempo de precisión IEEE 1588 , que permite mediciones sincronizadas en tiempo real de múltiples puntos remotos en la red. Las PMU son capaces de capturar muestras de una forma de onda en rápida sucesión y reconstruir la cantidad fasorial, compuesta por una medición de ángulo y una medición de magnitud. La medición resultante se conoce como sincrofasor.. Estas mediciones sincronizadas en el tiempo son importantes porque si la oferta y la demanda de la red no coinciden perfectamente, los desequilibrios de frecuencia pueden causar estrés en la red, lo que es una causa potencial de cortes de energía. [1]
Las PMU también se pueden utilizar para medir la frecuencia en la red eléctrica. Una PMU comercial típica puede informar mediciones con una resolución temporal muy alta, hasta 120 mediciones por segundo. Esto ayuda a los ingenieros a analizar eventos dinámicos en la red, lo que no es posible con las mediciones SCADA tradicionales que generan una medición cada 2 o 4 segundos. Por lo tanto, las PMU equipan a las empresas de servicios públicos con capacidades mejoradas de monitoreo y control y se consideran uno de los dispositivos de medición más importantes en el futuro de los sistemas de energía. [2] Una PMU puede ser un dispositivo dedicado, o la función PMU puede incorporarse en un relé de protección u otro dispositivo. [3]
En 1893, Charles Proteus Steinmetz presentó un artículo sobre la descripción matemática simplificada de las formas de onda de la electricidad de corriente alterna. Steinmetz llamó a su representación un fasor . [4] Con la invención de las unidades de medición de fasores (PMU) en 1988 por el Dr. Arun G. Phadke y el Dr. James S. Thorp en Virginia Tech, la técnica de Steinmetz de cálculo de fasores evolucionó hacia el cálculo de mediciones de fasores en tiempo real que están sincronizadas a una referencia de tiempo absoluta proporcionada por el Sistema de Posicionamiento Global . Por lo tanto, nos referimos a las mediciones sincronizadas de fasores como sincrofasores . Los primeros prototipos de PMU se construyeron en Virginia Tech, y Macrodyne [5] construyó la primera PMU (modelo 1690) en 1992. [6] Hoy están disponibles comercialmente.
Con el crecimiento creciente de los recursos energéticos distribuidos en la red eléctrica, se necesitarán más sistemas de control y observabilidad para monitorear con precisión el flujo de energía. Históricamente, la energía se ha entregado de manera unidireccional a través de componentes pasivos a los clientes, pero ahora que los clientes pueden generar su propia energía con tecnologías como la energía solar fotovoltaica, esto se está convirtiendo en un sistema bidireccional para sistemas de distribución. Con este cambio, es imperativo que las redes de transmisión y distribución estén siendo observadas continuamente a través de tecnología de sensores avanzada, como ––PMU y uPMU.
En términos simples, la red eléctrica pública que opera una compañía eléctrica fue diseñada originalmente para tomar energía de una sola fuente: los generadores y plantas de energía de la compañía operadora, y alimentarla a la red, donde los clientes consumen la energía. Ahora, algunos clientes están operando dispositivos de generación de energía (paneles solares, turbinas eólicas, etc.) y para ahorrar costos (o generar ingresos) también están devolviendo energía a la red. Dependiendo de la región, la retroalimentación de energía a la red se puede realizar mediante medición neta.. Debido a este proceso, el voltaje y la corriente deben medirse y regularse para garantizar que la energía que ingresa a la red sea de la calidad y el estándar que espera el equipo del cliente (como se ve a través de métricas como frecuencia, sincronía de fase y voltaje). Si esto no se hace, como dice Rob Landley, "las bombillas de las personas comienzan a explotar". [7] Esta función de medición es lo que hacen estos dispositivos.
