Dr. David Juvencio Ríos Soria

David Ríos es ingeniero en electrónica y comunicaciones, maestro en ciencias en ingeniería de sistemas y doctor en ingeniería en computación y mecatrónica, obtuvo todos sus grados en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Actualmente es profesor de cátedra en el Tecnológico de Monterrey, e ingeniero de diseño electrónico en Diram. Entre sus intereses de investigación se encuentran la visión computacional y el reconocimiento de patrones.

Mejora de la calidad de la energía mediante filtros de energía activos

  26/noviembre/2021  Seminario PISIS-UANL 2021      Asistencia : 20

Introducción

El consumidor de energía eléctrica requiere energía con cierta calidad, pero las diferentes cargas pueden tener un impacto negativo en el sistema. La “calidad de la energía” se refiere a la condición del suministro eléctrico; se relaciona con cualquier manifestación de voltaje o desviaciones en la corriente que podrían conducir a fallas o mal funcionamiento de equipos. Los Filtros Activos (APF) son una solución a diferentes problemas de calidad, pues permiten la eliminación dinámica de armónicos y compensación de potencia reactiva.

Resumen

En esta plática el ponente nos habla sobre cómo la calidad de la energía afecta tanto a los usuarios finales como a la compañía suministradora, tomando como ejemplo la empresa mexicana Diram, la cual se especializa en la implementación de proyectos de compensación de reactivos, optimización de calidad de energía y cumplimiendo de código de red de la industria de alto consumo y centrales de generación renovables.

Menciona que existen códigos de red, que son disposiciones emitidas por la comisión reguladora de energía (CRE), donde se dan los requerimientos mínimos necesarios para garantizar el desarrollo eficiente de todos los procesos y su objetivo es establecer los criterios técnicos necesarios que se deben de observar y cumplir por todos los integrantes de la industria eléctrica durante el desarrollo de sus actividades.

Es por eso que se han regulado estándares de calidad donde se establece un mínimo de factor de potencia (FP) de 0.95 y un máximo de 1, el FP es calculado como el coseno del ángulo entre la señal de corriente y de voltaje, incluyendo la reducción de armónicos, que son señales de frecuencia que se suman a la componente senoidal principal deformando la señal.

Otro de los elementos que son contemplados en el código de red es la mitigación de armónicos, ya que estas señales se repiten y generan distorsiones en la señal principal, por lo que se deben deshacer esas señales armónicas por lo menos a un porcentaje menor de 5%.

El uso de filtros activos APF puede ayudar a mejorar la calidad de la energía, principalmente en las empresas. Los APF utilizan sensores para medir los parámetros eléctricos de voltaje y corriente, además de la detección de armónicos, posteriormente un sistema de control opera un inversor que genera una señal inversa al ruido generado por los armónicos. Esa señal inversa se inyecta de nuevo a la red para que al sumarse con la señal de la compañía suministradora se mitigue el ruido en la señal.

En uno de los modelos más recientes se tienen filtros de señales de corriente, donde utilizan un modelo predictivo, mientras que en la parte de control utilizan algoritmos evolutivos para controlar las señales. Actualmente se tiene mucha información de diferentes empresas de todas las mediciones que se realizan, información bastante completa de todo el proceso, además de lo que realizan los empleados, horas de trabajo y descanso etc. Todo esto se puede utilizar potencialmente para mejorar los cálculos que se tienen para optimizar la calidad de energía.

Conclusiones

En esta plática se mencionan las características de los filtros que ayudan a mejorar la calidad de energía. La empresa que se presenta en esta plática fabrica productos llamados Plug and Play, los cuales contienen filtros activos APF que inyectan señales inversas a las señales armónicas para eliminar lo más que se pueda el ruido que tienen estas últimas. Generar buena calidad de energía tiene como beneficio el aumento de la vida útil de los equipos que se utilizan en las empresas, así como disminuir la necesidad de mantenimiento de estas.

Actualmente la investigación de la calidad de la energía por filtros que maneja esta empresa busca mejorar los microprocesadores para el control del filtro, estrategias de control utilizando técnicas como aprendizajes predictivos, inteligencia artificial, algoritmos adaptativos, entre otras.