Controlador de demanda: sepa qué es
- Embrasul
- 22 abr
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El controlador de demanda es un dispositivo dedicado a monitorear y controlar el nivel de demanda de una Unidad de Consumidor (UC). Actúa retirando e insertando cargas, de acuerdo al comportamiento de potencia proyectado, de forma que no se superen los límites contratados, evitando así multas.
El controlador de demanda mide cantidades a través de la salida del usuario disponible en el medidor de servicios públicos y prevista en la NBR 14522. Esta salida está disponible a través de un acoplador óptico, que permite enviar pulsos desde el medidor de servicios públicos al controlador.
El Controlador, a su vez, proyecta valores futuros en una ventana de tiempo definida y actúa si es necesario. En algunos casos, también ofrece control global del factor de potencia y monitoreo en línea de cantidades facturables, permitiendo tomar acciones antes de la facturación.
¿Qué es la demanda eléctrica?
La demanda es la potencia requerida en una instalación, expresada en kW (kilovatios), y medida, a efectos de facturación, en ventanas de 15 minutos. El cliente pagará al concesionario el valor de mayor demanda del mes, es decir, el período exacto de 15 minutos que tuvo la mayor demanda de potencia. Sí, sólo bastan 15 minutos para que recibamos una multa o un importe muy elevado en nuestra factura.
La demanda es diferente del consumo, que a su vez es un valor utilizado a lo largo del tiempo, expresado en kWh (kilovatios-hora).
Estas son definiciones importantes:
Demanda contratada:
Es la cantidad que el Concesionario está obligado a prestar de forma continua durante el período de vigencia del contrato con el Consumidor. Importe acordado entre concesionario y cliente y que consta explícitamente en la factura.
Medida de demanda activa:
Es el promedio de la Potencia Eléctrica Trifásica en el intervalo de 15 minutos, expresada en kW. Importe que aparece en la factura del mes.
Demanda reactiva:
Es el promedio de la Potencia Eléctrica Reactiva Trifásica en el intervalo de 15 minutos expresada en kVArh. Importe que aparece en la factura del mes.
¿Para qué sirve un controlador de demanda?
Para entender “¿Cómo funciona?” y ¿para qué sirve? Un controlador de demanda, primero es importante entender la Estructura Tarifaria que está vigente en Brasil, relacionada al consumo de energía eléctrica.
Estructura arancelaria
Los consumidores se dividen en 2 grandes grupos:
Grupo A – Consumidores de gran capacidad y altos niveles de consumo. Se conecta a tensiones iguales o superiores a 2,3 kV, y se subdivide en 5 subgrupos:
Subgrupo A1 : 230 kV o más;
Subgrupo A2: 88kV a 138kV;
Subgrupo A3: 69kV;
Subgrupo A4: 2,3 kV a 25 kV;
Subgrupo AS: Redes Eléctricas Subterráneas.
Grupo B – Son todos los consumidores que tienen su conexión eléctrica en Baja Tensión (Aquí están los residenciales), los cuales se subdividen en 4 subgrupos:
Subgrupo B1: Residencial y Residencial de Bajos Ingresos;
Subgrupo B2: Servicio Rural, Cooperativo Rural y Público de Riego;
Subgrupo B3: Otras clases;
Subgrupo B4: Alumbrado Público.
De esto, es importante resaltar que el “Control de Demanda” estará indicado para los consumidores del Grupo A.
Dentro de la estructura tarifaria del Grupo A se adoptan tarifas para cada subgrupo, y existe además una división de franjas horarias, que son periodos definidos a lo largo de las 24 horas del día.
Estos periodos, o mejor dicho, franjas horarias, son importantes, ya que en determinados momentos del día tenemos diferentes niveles de consumo. Y, en un intento de distribuir mejor el consumo a lo largo del día, evitando así grandes picos, y reduciendo también la necesidad de grandes infraestructuras para pequeños momentos del día, se adopta un tipo de precio por kWh y kW diferente para cada momento. Esto fomenta el uso durante períodos de baja demanda y desalienta su uso durante períodos de alta demanda. A continuación se presentan las definiciones de cada puesto.
Horarios
Hora Pico: Es el intervalo de 3 horas diarias consecutivas, válido sólo de lunes a viernes, donde el consumo es mayor. Este cronograma lo define cada concesionario del país. En la mayoría de los casos comienza alrededor de las 6 de la tarde, variando más o menos 1 hora, sin importar las zonas horarias. En horas punta el precio del kWh es más caro, al igual que la punta de demanda, si existe una diferenciación prevista en el contrato.
Horario Valle: Es el intervalo correspondiente a las horas que no forman parte del horario punta. Las horas valle siempre tienen un valor de consumo menor. Este horario se divide entre horario Inductivo y horario Capacitivo (madrugada). Durante estos horarios, el consumidor deberá respetar el límite del factor de potencia.
¿Cuales son las tarifas?
Conocemos los grupos y las franjas horarias, sólo nos falta entender las tarifas. Hay dos posibilidades para el Grupo A:
Tarifa Verde – Subgrupos A3, A4 y AS.
Tarifa donde la unidad de consumo tiene un único valor de Demanda Contratada, independientemente de la Zona Horaria (Punta o Valle). En este caso, el monto que se cobrará será el mayor entre la Demanda Contratada y la Demanda Medida.
Ejemplo A | Ejemplo B | |
Demanda contratada | 1500 kW | 1500 kW |
Medida de demanda | 1200 kW | 1700 kW |
Demanda cargada | 1500 kW | 1700 kW |
Por ejemplo B, hay un excedente en el contrato de 200 kW y esto generará una fuerte multa para el consumidor, siendo este el mayor motivador para el uso de controladores de demanda.
Tarifa Azul – Subgrupos A1 y A2
Tarifa donde la unidad de consumo tiene 2 valores de Demanda Contratada, uno por cada Estación Horaria (Punta y Valle). En este caso, el importe que se cobrará en Ponta será aproximadamente 3 veces el importe que se cobrará fuera de Ponta.
El monto que se cobrará es el monto más alto entre la Demanda Contratada y la Demanda Medida, pero en ambas Estaciones Horarias.
Ejemplo A Punta de salida | Ejemplo A Consejo | Ejemplo B Punta de salida | Ejemplo B Consejo | |
Demanda contratada | 1500 kW | 500 kW | 1500 kW | 500 kW |
Medida de demanda | 1200 kW | 400 kW | 1700 kW | 657 kW |
Demanda cargada | 1500 kW | 500 kW | 1700 kW | 657 kW |
En el ejemplo, no hay multa para el consumidor del ejemplo A. Por otro lado, el consumidor del ejemplo B será multado por adelantar en ambas estaciones.
¿Cómo funciona un controlador de demanda?
A partir del conocimiento de la estructura tarifaria, es claro que mantener la Demanda Activa Medida dentro de la Demanda Contratada no siempre es fácil, y en este caso, muchas empresas optan por mantener activas ciertas cargas prioritarias, mientras que otras, menos prioritarias, pueden ser apagadas para que la Demanda se mantenga dentro del nivel contratado. Sabiendo que cualquier ventana de 15 minutos puede resultar en una multa. ¿Cómo hacer el control automáticamente?
¡Usando un controlador de demanda!
El controlador de demanda recibe datos directamente del medidor de energía de la empresa de servicios públicos, a través de un cable óptico que está conectado directamente al medidor. Recibe información con sincronización segundo a segundo a través del Protocolo ABNT-CODI.
El protocolo ABNT-CODI tiene 3 variantes: normal, extendido y mixto.
El tipo normal envía solo datos de Energía Activa y Reactiva en los cuadrantes de energía consumida.
El tipo extendido envía datos de Energía Activa y Reactiva en los cuatro cuadrantes, es decir, tanto para la energía generada como para la consumida.
El protocolo mixto además de enviar toda esta información, también envía los 3 voltajes y las 3 corrientes del sistema.
Una vez que el Controlador de Demanda recibe estos datos, comenzará a controlar las cargas que se pueden insertar o quitar del sistema de forma automática, para que la demanda se mantenga siempre dentro del valor contratado.
Básicamente existen 3 métodos de control que se utilizan actualmente: línea de carga, ventana móvil y el método predictivo adaptativo. Uno de los más utilizados hoy en día es el método de Línea de Carga, como se muestra a continuación:
El algoritmo utilizado para el control es un algoritmo de proyección de demanda. El período de 15 minutos se divide en ventanas de tiempo configurables, donde el controlador analiza la carga actual de la instalación. Al final de la ventana, el controlador proyecta la potencia actual para el final del intervalo, verificando el consumo aún disponible hasta el final del período de 15 minutos y calculando cuánta carga se debe retirar o liberar para el funcionamiento.
El tamaño de la ventana debe seleccionarse de acuerdo con las características de la instalación. Las ventanas más pequeñas dan como resultado una actuación más rápida del control, pero pueden generar actuaciones innecesarias en las cargas; las ventanas más grandes hacen que el control esté más espaciado. Es importante hablar con un asesor especializado, y realizar siempre un análisis energético para un correcto dimensionamiento según las características de la unidad de consumo. Para cada sistema, una estrategia de control u otra puede ser más apropiada.
En algunos casos, por ejemplo, puede ser recomendable utilizar un arrancador de generador en lugar de un apagado de carga. Para conocer la mejor estrategia, recomendamos analizar la carga, a través de un servicio de análisis energético, y la factura para evaluar la viabilidad y optimización de costos, buscando el menor retorno de la inversión posible.
A continuación, un controlador de control de demanda, junto con un sistema de gestión de energía (GDE4000 integrado con POWER5000) que permite la evaluación en tiempo real de los niveles de demanda:
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