¿Cuáles son las funciones de los cuadros de distribución de alta tensión en los sistemas de almacenamiento de energía?

1. Aplicación en sistemas de almacenamiento de energía del lado de la generación

En el lado generacional central eléctrica de almacenamiento de energías, el sistema de almacenamiento de energía convierte la energía de CC almacenada en las baterías en energía de CA a través de PC, que luego se conecta al bus principal de la central o directamente a la red a través de la celda de alto voltaje.

Las funciones principales de los cuadros de distribución de alta tensión incluyen:

(1) Control de conexión a la red: garantizar la conexión y desconexión segura entre el sistema de almacenamiento de energía y la red eléctricay cooperar con el PCS para lograr una conexión y desconexión fluida de la red.

(2) Protección contra fallas: desconexión rápida del circuito cuando el sistema de almacenamiento de energía o la red eléctrica experimentan fallas como cortocircuitos, sobrecargas o sobretensiones.

(3) Distribución de energía: distribuir la potencia de salida del sistema de almacenamiento de energía a la red eléctrica o a la carga interna de la central eléctrica; monitorear y medir; recopilar parámetros como la corriente de conexión a la red, el voltaje y la potencia del sistema de almacenamiento de energía.

El sistema de almacenamiento de energía del lado de generación tiene una gran capacidad, típicamente de cientos de megavatios, y una alta tensión de conexión a la red, generalmente de 10 kV a 35 kV. Por lo tanto, la aparamenta de alta tensión debe poseer las siguientes características: Alta capacidad de corte: Corriente de corte en cortocircuito suficiente (típicamente de 25 kA a 40 kA) para soportar el alto impacto de corriente durante cortocircuitos en sistemas de almacenamiento de energía a gran escala; Alta fiabilidad: Adaptable al entorno de operación exterior de ciclo largo de las nuevas centrales eléctricas, con resistencia a altas y bajas temperaturas, viento, arena y humedad; Inteligente: Compatible con la conexión con el sistema de monitorización de la central eléctrica y el sistema de control de almacenamiento de energía (EMS) para lograr control remoto, ajuste automático y alerta temprana de fallos.

2. Aplicaciones de los sistemas de almacenamiento de energía en la red eléctrica

El almacenamiento de energía en la red se utiliza principalmente para la reducción de picos y el llenado de valles, la regulación de frecuencia, el soporte de tensión y el respaldo de emergencia en las redes eléctricas. Es una instalación clave para mejorar la flexibilidad y la estabilidad de la red eléctrica y se encuentra comúnmente en el almacenamiento de energía soportado por subestaciones y en centrales eléctricas de almacenamiento de energía independientes.

Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía en la red suelen estar conectadas directamente a la red de transmisión y distribución eléctrica. La aparamenta de alta tensión, que actúa como interfaz entre el sistema de almacenamiento de energía y la red, se encarga de tareas de control y protección más complejas:

(1) Control de afeitado de picos y llenado de valles: en coordinación con las instrucciones de despacho de la red, el sistema de almacenamiento de energía se carga durante las horas de menor demanda y se descarga durante las horas pico, cambiando rápidamente entre estados de carga y descarga a través del tablero de distribución de alto voltaje;

(2) Regulación de frecuencia y voltaje: cuando la frecuencia o el voltaje de la red fluctúan, la potencia de salida del sistema de almacenamiento de energía se ajusta en coordinación con el PCS, manteniendo la estabilidad de los parámetros de la red a través de la capacidad de respuesta rápida del tablero de distribución de alto voltaje;

(3) Aislamiento de fallas: cuando ocurre una falla dentro del sistema de almacenamiento de energía o en el lado de la red, el tablero de distribución de alto voltaje desconecta rápidamente el circuito de falla para evitar que la falla se propague a la línea de la red principal, lo que garantiza la seguridad general de la red;

(4) Coordinación de múltiples fuentes de energía: En central eléctricaEn el caso de múltiples unidades de almacenamiento de energía que operan en paralelo, la celda de alto voltaje permite el control independiente y el funcionamiento coordinado de cada unidad de almacenamiento de energía, optimizando la distribución de energía.

3. Aplicaciones de los sistemas de almacenamiento de energía del lado del usuario

El almacenamiento de energía del usuario se utiliza principalmente para el arbitraje de precios de electricidad en temporadas de máxima demanda, el suministro de energía de emergencia y la gestión de la calidad de la energía. Es adecuado para usuarios como empresas industriales, edificios comerciales, centros de datos y hospitales. Su tensión de conexión a la red es generalmente de 10 kV o 0,4 kV (la aparamenta de alta tensión se utiliza principalmente en el nivel de 10 kV).

Los sistemas de almacenamiento de energía del lado del usuario se conectan a la red de distribución de energía interna del usuario a través de conmutadores de alto voltaje, logrando una interacción bidireccional con la red eléctrica.

(1) Arbitraje pico-valle: Durante los períodos de precios bajos de la electricidad, el sistema extrae energía de la red a través de la celda de alto voltaje para cargar el sistema y la descarga durante las horas pico para el propio uso del usuario, lo que reduce los costos de electricidad;

(2) Suministro de energía de emergencia: cuando la red experimenta un corte de energía, el sistema cambia rápidamente al modo de suministro de energía de almacenamiento de energía a través del tablero de distribución de alto voltaje para garantizar el funcionamiento ininterrumpido de cargas críticas (como servidores de centros de datos y equipos médicos de hospitales);

(3) Gestión de la calidad de la energía: al abordar cuestiones como las fluctuaciones de voltaje y la contaminación armónica dentro de las instalaciones del usuario, el sistema funciona en conjunto con el PCS y los tableros de distribución de alto voltaje para mejorar la calidad de la energía.