Las microrredes, también conocidas como microrredes, son sistemas de distribución de energía a pequeña escala compuestos por fuentes de energía distribuidas, dispositivos de almacenamiento de energía, dispositivos de conversión de energía, cargas, dispositivos de monitoreo y protección, entre otros. Suministran energía a las cargas y se encargan principalmente de la confiabilidad del suministro eléctrico.
¿Qué es una microrred?
Una Micro-Red es un sistema autónomo capaz de autocontrolarse, protegerse y gestionarse.Funciona como un sistema de energía completo, apoyándose en su propio control y gestión para lograr el control del equilibrio de energía, la optimización del funcionamiento del sistema, la detección y protección de fallas y la gestión de la calidad de la energía.
Propósito y beneficios
El concepto de microrredes busca lograr una aplicación flexible y eficiente de las fuentes de energía distribuidas, abordando los desafíos de integrar diversas fuentes de energía distribuida en la red. El desarrollo y la expansión de las microrredes pueden promover plenamente la integración a gran escala de fuentes de energía distribuidas y renovables, garantizando un suministro fiable a diversos tipos de cargas. Esto constituye una forma eficaz de migrar las redes eléctricas tradicionales a redes inteligentes.
Componentes clave de una microrred
Las microrredes suelen consistir en fuentes de energía distribuidas de pequeña capacidad con interfaces de electrónica de potencia. Estas incluyen microturbinas de gas, pilas de combustible, células fotovoltaicas, pequeñas turbinas eólicas y dispositivos de almacenamiento de energía como supercondensadores, volantes de inercia y baterías. Estos componentes se conectan en el lado del usuario y se caracterizan por su bajo coste, bajo voltaje y mínima contaminación.
Ejemplo de configuración del sistema
- **Convertidor de almacenamiento de energía**:Un convertidor de almacenamiento de energía bidireccional conectado a la red/fuera de la red de 50 kW, conectado al bus de CA de 0,4 kV, que permite un flujo de energía bidireccional.
- **Batería de fosfato de hierro y litio**:110 kWh
- **EMS y BMS**:Sistemas que controlan la carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía y monitorean la información del estado de carga de la batería según instrucciones de despacho de nivel superior.
Características del sistema
1. **Afeitado de picos y energía de reserva**:El sistema se utiliza principalmente para reducir los picos de demanda y como fuente de energía de respaldo, evitando aumentos de capacidad energética y mejorando la calidad de la energía.
2. **Funcionalidad integral**:El sistema de almacenamiento de energía cuenta con funciones completas de comunicación, monitoreo, gestión, control, alerta temprana y protección, lo que garantiza un funcionamiento seguro a largo plazo.
3. **Comunicación y monitoreo avanzados**:El sistema BMS se comunica con el sistema EMS y directamente con el PCS a través del bus RS485, logrando una monitorización y protección integral de la batería.
Estrategia operativa
- **Interacción con la cuadrícula**:El sistema de almacenamiento de energía puede funcionar en modo conectado a la red, regulando la potencia activa y reactiva a través del modo PQ o el modo droop para satisfacer las necesidades de carga y descarga.
- **Gestión de picos**:Durante los períodos de precios pico de electricidad o de alta carga, el sistema de almacenamiento de energía descarga a la carga, logrando así la reducción de picos y la complementación energética.
- **Transición perfecta**:El convertidor de almacenamiento de energía puede cambiar del modo conectado a la red al modo isla (fuera de la red) al detectar una anomalía en la red.
- **Operación independiente**:En el modo fuera de la red, el convertidor de almacenamiento de energía actúa como fuente de voltaje principal, proporcionando voltaje y frecuencia estables a las cargas locales.
Convertidor de almacenamiento de energía (PCS)
- **Tecnología paralela avanzada**:Admite el funcionamiento paralelo sin restricciones de varias máquinas.
- **Integración de múltiples fuentes**:Se puede conectar directamente en red con generadores diésel.
- **Alta precisión en el uso compartido de potencia**:Logra un grado de reparto de potencia de hasta el 99% en modo paralelo de fuente de voltaje.
- **Cambio de modo sin interrupciones**:Admite conmutación continua en línea entre los modos conectado a la red y fuera de ella.
- **Alta eficiencia**:Diseño de hardware y software optimizado, con una eficiencia de conversión de hasta el 98,7%.
- **Larga vida útil**:Diseñado para una vida útil de 20 años.
Métodos de comunicación
1. **Comunicación Ethernet**:Conexión directa entre el puerto RJ45 del convertidor de almacenamiento de energía y el puerto RJ45 de la computadora superior para monitoreo.
2. **Comunicación RS485**:Esquema de comunicación RS485 opcional basado en comunicación Ethernet MODBUS TCP estándar.
3. **Comunicación BMS**:El convertidor de almacenamiento de energía se comunica con la unidad de gestión de batería BMS para supervisar el estado y protegerla.
Sistema BMS
El Sistema de Gestión de Baterías (BMS) monitoriza el voltaje, la corriente, el estado del aislamiento, el estado de carga (SOC) y más. Garantiza la seguridad y la fiabilidad del funcionamiento de la batería, emitiendo alertas y protección de emergencia ante posibles fallos.
Sistema EMS
El Sistema de Gestión de Energía (SGE) es el sistema de gestión de alto nivel para el sistema de almacenamiento de energía, centrado en la monitorización, el análisis de datos y la programación en tiempo real. Garantiza un suministro eléctrico fiable y optimiza la economía del sistema.
Funciones clave:
- **Monitoreo de dispositivos**:Monitoreo y control de datos en tiempo real de los equipos del sistema.
- **Gestión de la energía**:Estrategia de control de optimización para el almacenamiento de energía y coordinación de carga.
- **Alertas de eventos**:Sistema de alerta multinivel con umbrales ajustables y medidas de respuesta.
- **Gestión de informes**:Funcionalidades integrales de estadísticas, análisis e informes de datos.
- **Gestión de la seguridad**:Configuración de autoridad de operación del sistema para garantizar un funcionamiento seguro.
Seguridad y Monitoreo
- **Monitoreo Integral**:Monitoreo de seguridad de video multicanal que cubre equipos clave y espacios de operación, admitiendo el almacenamiento de datos de video a largo plazo.
**Sistemas contra incendios y HVAC**:Medidas de enfriamiento y protección contra incendios separadas para los compartimentos de equipos y baterías, utilizando sistemas avanzados de supresión de incendios como heptafluoropropano para una gestión de incendios eficiente y segura.
En resumen, las microrredes representan un avance significativo en el logro de soluciones de suministro energético flexibles, eficientes y fiables, en particular con la integración de fuentes de energía distribuidas y renovables. Al aprovechar tecnologías avanzadas y sistemas de gestión integrales, las microrredes sientan las bases para el futuro de las redes inteligentes.
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Hora de publicación: 31 de julio de 2024
