ELECTRIC, WITH AN EDGE
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ELECTRIC, WITH AN EDGE
Las estaciones de distribución de la red eléctrica de baja tensión desempeñan la función de transmisión y distribución de energía desde las subestaciones hasta los usuarios en el sistema eléctrico, y la calidad de la energía suministrada por ellas afecta directamente a la calidad del consumo de energía de los usuarios y a la estabilidad de la red eléctrica. En algunas zonas remotas, la red de distribución de la red eléctrica de baja tensión es débil, y la complejidad de la zona, la naturaleza dispersa y la diversidad de las cargas de los usuarios hacen que la baja tensión, el bajo factor de potencia y otros problemas de calidad de la energía sean más prominentes. El almacenamiento móvil de energía, como subcategoría de equipos de almacenamiento de energía, tiene un alto valor de aplicación en el control integral de la calidad de la energía de las estaciones de distribución de energía gracias a sus características de configuración flexible.
El almacenamiento móvil de energía es una solución emergente para la gestión de la calidad de la energía, ya que mejora la calidad de la energía y la fiabilidad del suministro eléctrico y resuelve problemas como el desequilibrio trifásico y el factor de potencia.
Cuando la línea de distribución es demasiado larga o el conductor, el área de la sección transversal del cable es demasiado pequeña, la resistencia y la inductancia de la línea cuando la corriente pasa a través de ella harán que se reduzca la tensión, lo que provocará una reducción de la tensión terminal. La red de distribución rural está muy distribuida y dispersa, y algunas estaciones antiguas no se renuevan a tiempo, y el radio de alimentación eléctrica alcanza más de 1,5 km, por lo que el problema de la baja tensión es más prominente, y el problema es especialmente significativo durante el periodo de máxima carga.
La carga diaria de consumo de energía en la zona de la estación es diversa y fluctúa mucho, la naturaleza del consumo de energía y la demanda de energía de los diferentes equipos son diferentes, así como la desincronización de los usuarios de carga monofásica y el acceso de cargas monofásicas de alta potencia, lo que provocará el desequilibrio de carga trifásica de la línea. El desequilibrio de carga trifásica de la línea afectará a la eficiencia operativa de los equipos, aumentará las pérdidas del sistema eléctrico, también puede producir armónicos que afecten a la estabilidad del sistema eléctrico.
Con la mejora del nivel de vida de las masas, aumenta el número de electrodomésticos, pero la red de distribución no se actualiza a tiempo, lo que provocará que el transformador de distribución trabaje en estado de sobrecarga pesada, afectando a la estabilidad del sistema de suministro eléctrico. Parte del problema de la sobrecarga pesada también existe en las características estacionales, tales como los pueblos urbanos son propensos a la carga de aire acondicionado de verano provocó una sobrecarga pesada, algunas zonas rurales remotas durante los Festivales debido al fuerte aumento de la carga de la electricidad utilizada por los repatriados llevó a corto plazo una sobrecarga pesada, y así sucesivamente.
En la zona de la estación hay muchas cargas inductivas (motores eléctricos, frigoríficos, ventiladores eléctricos, etc.), que generan una gran cantidad de potencia reactiva inductiva durante el periodo de máxima carga, lo que provoca el problema de la baja tensión en la zona de la estación. La solución tradicional al problema de la baja tensión en las estaciones de distribución de energía consiste en instalar condensadores, compensadores de potencia reactiva, generadores de potencia reactiva y otros dispositivos de compensación de potencia reactiva, que pueden mejorar el factor de potencia, pero sólo pueden resolver un único problema, no mejoran de forma integral la calidad de la energía de la zona de la estación, y no son rentables.
Mobile Energy Storage consta de un sistema de solución de almacenamiento de baterías de litio hierro fosfato, un convertidor bidireccional para el almacenamiento de energía, un sistema de gestión de la energía, un sistema contra incendios, un sistema de aire acondicionado y un sistema de supervisión. Con el fin de facilitar el despliegue entre diferentes estaciones, la capacidad de un único dispositivo de almacenamiento de energía es generalmente inferior a 500 kWh, lo que tiene las ventajas de despliegue flexible, multifuncionalidad de una máquina, instalación con electricidad, control automático, gestión de plataforma en la nube, etc. Los modos de funcionamiento de la aplicación del almacenamiento móvil de energía para la gestión de la calidad de la energía son los siguientes.
Para la baja tensión causada por líneas largas, conductores y cables pequeños o cargas excesivamente concentradas al final de la zona de la estación, se adopta la estrategia de carga en el periodo de carga baja y descarga en el periodo de carga máxima para aliviar la presión de la carga en las líneas del extremo delantero y, al mismo tiempo, tener en cuenta la compensación de la potencia reactiva y la gestión del desequilibrio trifásico, a fin de conseguir el efecto de elevar la tensión del último tramo de las líneas y garantizar el uso fiable de la electricidad por parte de los residentes.
En las zonas donde la capacidad de los transformadores de distribución es insuficiente y la sobrecarga estacional de los usuarios provoca una fuerte sobrecarga de los transformadores de distribución, cuando el consumo de energía a corto plazo es superior a la capacidad de los transformadores de distribución, se aprovechan las ventajas de la descarga rápida del sistema de almacenamiento de energía para evitar una fuerte sobrecarga a largo plazo. Al mismo tiempo, el almacenamiento móvil de energía también puede desplegarse de forma flexible entre distintas estaciones para reducir el coste de transformación de las estaciones con sobrecarga pesada estacional.
En respuesta al problema del desequilibrio trifásico de las cargas, el sistema de almacenamiento de energía supervisa la tensión, la corriente, la potencia y otros datos de los transformadores de distribución en tiempo real, y controla la potencia de salida fase a fase, con el fin de mejorar la presión en las líneas y la pérdida de potencia.
Para el problema del bajo factor de potencia causado por más cargas inductivas durante el periodo de máxima carga, el sistema de almacenamiento de energía controla la compensación de potencia reactiva de salida en tiempo real según el factor de potencia del transformador de distribución, para conseguir el efecto de mejorar el factor de potencia, aumentar la capacidad de carga y reducir la pérdida de tensión.
El almacenamiento móvil de energía puede resolver simultáneamente múltiples problemas de calidad eléctrica en el área de distribución y establecer las estrategias de control correspondientes en función de la situación real.
Por ejemplo, cuando hay problemas de baja tensión causados por el desequilibrio trifásico y el bajo factor de potencia en la zona de la estación, el convertidor puede desacoplar las salidas de potencia activa y reactiva por un lado, es decir, puede emitir primero potencia reactiva para aumentar parte de la tensión y, a continuación, emitir potencia activa para aumentar la tensión cuando no puede aumentar la tensión sólo emitiendo potencia reactiva; por otro lado, puede controlar y ajustar las salidas de una o dos fases individualmente para equilibrar las cargas trifásicas. Por otro lado, el ajuste de la salida de una o dos fases individualmente hace que la carga trifásica esté equilibrada, lo que hace que la gestión de los problemas de calidad de la energía en la zona de la estación sea más eficiente a través de medios integrales.
La capacidad del transformador de distribución de una zona rural es de 630kVA, y la carga real es del 30%~ 50% de su capacidad, pero el disyuntor de sobrecarga del transformador de distribución se dispara muchas veces durante la hora punta de consumo eléctrico en invierno por la tarde, lo que ha provocado muchas quejas de los clientes y ha supuesto más presión para el personal de explotación y mantenimiento.
Al mismo tiempo, también existe un problema de desequilibrio de carga trifásica en la zona, lo que agrava el riesgo de disparo del disyuntor de salida del transformador de distribución. El personal de operación y mantenimiento presentó el programa de transformación convencional y el programa de sistema de almacenamiento de energía móvil para mejorar la calidad de la energía de la zona de la estación, y será de 2 tipos de inversión en la construcción del programa y el efecto de gobierno de la comparación, el programa de transformación convencional y el programa de sistema de almacenamiento de energía móvil tabla comparativa como se muestra en la Tabla 1.
Tabla comparativa de soluciones convencionales de retroadaptación y almacenamiento móvil de energía | ||
Proyecto de comparación | Programa de modernización convencional | sistema móvil de almacenamiento de energía |
Contenido de la construcción | Adición de una subestación de 500 kVA y mejora de las líneas de baja tensión Aprox. 200 m | Almacenamiento de energía móvil de 200 kW/400 kW |
Inversión estimada | Aproximadamente 500.000 | Aproximadamente 650.000 |
Periodo de construcción | 3 meses | 5 días |
Método de acceso | Corte de electricidad necesario para volver a conectar las cargas | Estaciones accesibles |
Tasa de utilización | El equipo es fijo y no se puede redistribuir | La estación puede reasignarse a otras estaciones problemáticas tras una caída de la carga |
Efecto de la implementación | Resuelve completamente los problemas de sobrecarga, pero el factor de carga fuera del invierno es muy bajo, la utilización de los activos es baja y aumenta la tasa de pérdida de línea de la estación | Rápida reducción del factor de carga de la subestación de distribución, corto periodo de implementación, reciclaje de activos |
Como se muestra en la Tabla 1, aunque la primera inversión del sistema móvil de almacenamiento de energía es ligeramente superior a la del esquema convencional de retroadaptación, puede desplegarse en múltiples estaciones, y el coste del sistema móvil de almacenamiento de energía es inferior al del esquema convencional de retroadaptación. Al mismo tiempo, el sistema móvil de almacenamiento de energía tiene las ventajas de un corto periodo de implantación y puede conectarse con la electricidad. A través de la comparación, se seleccionó el sistema móvil de almacenamiento de energía para la gestión de la calidad eléctrica de la zona de la estación, y el personal de construcción completó la nivelación del emplazamiento, la elevación del equipo en su lugar y el acceso a la caja de derivación principal de baja tensión en 5 días. El 68% de la tasa de carga máxima del transformador de distribución se puso en funcionamiento después del Almacenamiento Móvil de Energía, y la tasa de desequilibrio de carga trifásica se redujo significativamente, lo que mejoró la tensión terminal y redujo la tensión de línea. Tras la puesta en funcionamiento de Mobile Energy Storage, la tasa de carga máxima del transformador de distribución fue del 68%, la tasa de desequilibrio de carga trifásica se redujo significativamente, la tensión terminal aumentó y se redujeron las pérdidas de línea, con lo que se consiguió el efecto esperado.
Elegir un transformador montado en pedestal para sistemas móviles de almacenamiento de energía puede ofrecer varias ventajas, especialmente en aplicaciones en las que el espacio, la seguridad y la accesibilidad son consideraciones clave. A continuación se explica por qué los transformadores montados en pedestal son una opción favorable en este contexto:
Eficiencia espacial: Los transformadores montados en pedestal tienen un diseño compacto, lo que los hace idóneos para ubicaciones en las que el espacio es limitado. Esto es especialmente importante para las aplicaciones móviles de almacenamiento de energía, en las que todo el sistema debe ser transportable y fácil de instalar en distintos entornos.
Seguridad y protección: Estos transformadores suelen estar encapsulados en armarios metálicos cerrados a prueba de manipulaciones. Este diseño mejora la seguridad, lo que los convierte en una opción adecuada para espacios públicos o zonas en las que es necesario impedir el acceso no autorizado. Esta característica es especialmente beneficiosa en los sistemas móviles de almacenamiento de energía que pueden desplegarse en lugares diversos y potencialmente inseguros.
Estética y bajo impacto visual: Los transformadores montados sobre pedestal suelen ser más estéticos que otros tipos de transformadores. Pueden pintarse y diseñarse para que se integren en el entorno, lo que resulta beneficioso en zonas urbanas o residenciales donde podría colocarse temporalmente un sistema móvil de almacenamiento de energía.
Facilidad de instalación y mantenimiento: Los transformadores montados en pedestal pueden ser más fáciles de instalar y mantener debido a su accesibilidad a nivel del suelo. Esto puede ser crucial para los sistemas móviles de almacenamiento de energía, que pueden requerir un despliegue rápido y un mantenimiento sencillo sobre el terreno.
Niveles de ruido reducidos: Estos transformadores son generalmente más silenciosos que otros tipos, lo que es una consideración importante en zonas pobladas o para aplicaciones como la producción de películas, eventos o aplicaciones residenciales donde la reducción del ruido es crítica.
Durabilidad y resistencia a la intemperie: Los transformadores montados en pedestal están fabricados para soportar condiciones exteriores, incluidos diversos elementos meteorológicos. Esto los hace duraderos y fiables para aplicaciones móviles de almacenamiento de energía que puedan estar expuestas a diferentes condiciones ambientales.
Compatibilidad con fuentes de energía renovables: En el contexto del almacenamiento móvil de energía, que a menudo implica fuentes de energía renovables como la solar o la eólica, los transformadores tipo pedestal pueden gestionar eficazmente las salidas variables de estas fuentes, garantizando una conversión y distribución eficientes de la energía.
En resumen, la elección de un transformador montado sobre pedestal en un sistema móvil de almacenamiento de energía depende de factores como la eficiencia del espacio, la seguridad, la estética, la facilidad de mantenimiento, la reducción del ruido, la durabilidad y la compatibilidad con las fuentes de energía renovables. Estas características los convierten en una opción atractiva para aplicaciones móviles en las que estos factores son cruciales.
He aquí un resumen de las principales empresas de almacenamiento de energía móvil en 2024, con especial atención a sus principales contribuciones y capacidades:
Cada una de estas empresas de almacenamiento de energía móvil aporta fortalezas e innovaciones únicas, contribuyendo significativamente a la diversidad y el avance de la industria. Desde los sistemas basados en baterías hasta el almacenamiento de energía de hidrógeno, sus esfuerzos reflejan un compromiso creciente con el desarrollo de soluciones energéticas eficientes y sostenibles.