• Identificar el deslastre de carga necesario y óptimo durante perturbaciones de subtensión en la red.
• Asegurar de que las cargas críticas funcionen de forma continua durante eventos de interrupción del suministro eléctrico y en modo isla.
• Evitar la pérdida de producción manufacturera, que genera problemas de seguridad y costosos tiempos de inactividad.
• Evitar revalidaciones regulatorias debido a paradas inesperadas, que requieren horas para completarse.

Explorar mejoras en la reducción de carga para procesos de producción críticos.

El sistema existente de la instalación no ofrecía ninguna optimización para la eliminación de cargas, y las cargas se eliminaban de manera secuencial, lo que provocaba que todas las cargas conectadas se eliminaran durante una perturbación. Sin una solución inteligente de reducción de carga, el 90% de las veces, un corte en la red provocaría la interrupción de todo el plan y el proceso. 

Red eléctrica

Unidades del sistema:

• Fuente 1 - 2,7 MW – Generador 1
• Fuente 2 - 3,3 MW – Generador 2
• Conexión a la red de SCE

Interconexión a la red eléctrica:

• Toda la instalación está separada en dos conexiones
• El patio de maniobras A suministra energía a 12 subestaciones y 2 enfriadores grandes
• El patio de maniobras B suministra energía a 4 subestaciones y 2 compresores grandes

La subestación A tiene tres fuentes que suministran energía a la mayor parte de la instalación, siendo la Fuente 1 (generador) la que proporciona aproximadamente 2,7 MW. La Fuente 2 es otro generador que suministra aproximadamente 3,3 MW, y el resto proviene de la red, que aporta unos 1,6 MW. La segunda parte de la instalación se alimenta desde la subestación B. Esta subestación está actualmente conectada únicamente a la red, y la instalación se encontraba en proceso de incorporar un nuevo sistema de generación local a esta subestación. 

Mientras se ponía en funcionamiento la generación en el sitio, B. Braun trabajó simultáneamente con ETAP para explorar el diseño de un sistema de corte de carga para ayudar a mantener las cargas críticas y evitar cualquier daño (físico y financiero) a su red eléctrica.

La primera parte del estudio de caso fue desarrollar un ETAP Digital Twin del sistema eléctrico para ayudar a visualizar el funcionamiento de su red eléctrica con dos subestaciones. La segunda parte del estudio de caso fue analizar la implementación de una solución de reducción de carga adicional para su sistema de control operativo en tiempo real. Dado que la mayor parte de la instalación se alimenta desde la subestación A, el estudio de caso se centró en la incorporación de la reducción de carga en esta subestación, considerando una combinación de categorías de carga crítica, semi-crítica y no crítica.

ETAP Power Simulator - Software de modelado, análisis y simulación de redes integral y fácil de usar para sistemas de energía de alto y bajo voltaje que se utiliza para construir un sistema eléctrico unificado Digital Twin de cualquier red eléctrica y analizar el flujo de carga, cortocircuito y muchos otros análisis.

ETAP Real-time Intelligent Load Shedding (ETAP iLS) -  Una solución de deslastre de carga rápida, proactiva y optimizada para instalaciones industriales para preservar cargas esenciales y evitar cortes generalizados del sistema mediante el equilibrio de energía y una respuesta rápida que considera la dinámica del proceso y del sistema de energía.

• Visualización clara de la red eléctrica existente en la instalación
• Simulación de su red con el esquema de deslastre de carga propuesto
• Sistema de deslastre de carga en tiempo real, flexible y fácil de usar con una HMI que incluye estados de interruptores
• Tablas de carga optimizadas y actualizadas dinámicamente
• Respuesta inmediata a perturbaciones mediante la conexión continua de la solución de deslastre de carga al controlador

Utilizando ETAP Power Simulator para el análisis de carga del sistema eléctrico, las cargas se categorizaron como críticas, semicríticas y no críticas para optimizar la priorización del suministro de energía. El Digital Twin del sistema eléctrico se utilizó para evaluar la calidad de la energía y preparar escenarios seguros de deslastre de carga, basados en el modelo digital.

Luego se implementó el escenario de optimización utilizando ETAP Intelligent Load Shedding (iLS), y el corte de carga se ejecutó con éxito durante el escenario de isla, proporcionando tanto un cálculo continuo como una selección de carga óptima del sistema de la instalación. 

Ahora, antes de que ocurra cualquier evento, ETAP iLS predice y calcula continuamente qué cargas podrían potencialmente eliminarse, de modo que puede actuar instantáneamente cuando ocurre una perturbación. La optimización de la carga ahora se basa en la prioridad, y ETAP iLS elimina las cargas que están cerca de la carga requerida con una desviación máxima del 3%. Debido a que ahora la instalación puede usar el entorno ETAP para monitorear y modificar su configuración de reducción de carga, se minimizan los procesos y las paradas planificadas para modificaciones manuales.  

Mantener las operaciones críticas del sistema mediante desconexión de carga en tiempo real

• Ahorro de costos de aproximadamente $1 millones de dólares por interrupción
• Los cortes ya no interrumpen el suministro eléctrico esencial en las instalaciones de fabricación médica
• Las operaciones continúan de forma segura durante condiciones de isla utilizando un deslastre de carga configurable para eliminar solo cargas mínimas u opcionales
• Monitoreo mejorado de las condiciones operativas, incluyendo generación, importación/exportación de energía de la red, consumo de energía en cada punto de corte de carga
• Reducción del tiempo dedicado a ajustar manualmente su red eléctrica y a realizar largas revalidaciones regulatorias después de cortes de energía.
• Las futuras actualizaciones y expansiones se pueden evaluar con precisión utilizando simulaciones digitales de su red.

ETAP iLS actualiza continuamente las tablas de deslastre de carga y ejecuta decisiones en tiempo real, respondiendo a las perturbaciones en menos de 20 milisegundos.

Eric Ham, ingeniero sénior de automatización y controles, ETAP