El impacto de la energía solar y el almacenamiento en el factor de energía
Industria fotovoltaica (PV)Los profesionales conocen bien la relación entre la integración solar y el factor de potencia de la red. Cuando se instala un sistema fotovoltaico conectado a la red-, compensa la carga local inyectando energía activa. Debido a que la instalación consume menos energía activa (P) de la red pública mientras su demanda de energía reactiva (Q) permanece sin cambios, el factor de potencia (PF) general de la red cae. Para contrarrestar esto, los ingenieros deben recalcular el déficit de potencia reactiva y aumentar la capacidad de los generadores estáticos (SVG) o bancos de condensadores.
Sin embargo, la introducción de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) añade una nueva capa de complejidad. Surge la pregunta principal: ¿la adición de un ESS requiere un reajuste del sistema de compensación de potencia reactiva existente? Para responder a esto, debemos analizar el sistema tanto desde una perspectiva de facturación-a largo plazo como desde un punto de vista operativo-en tiempo real.
Equilibrio teórico y diseño de topología
Desde una perspectiva puramente teórica y regulatoria, un sistema de almacenamiento de energía opera en un ciclo de carga y descarga iguales. Dado que las empresas de servicios públicos suelen evaluar el factor de potencia mensualmente en función de la energía activa y reactiva acumulada total, el impacto neto del ESS en el factor de potencia mensual es teóricamente neutral.
Para garantizar un control preciso bajo esta lógica, los puntos de muestreo y de conexión de red-para un sistema de bajo-voltaje deben ubicarse estratégicamente. El diseño de topología ideal debe definir claramente la relación espacial entre cuatro nodos críticos: el punto de medición de la utilidad principal (la puerta de enlace), el punto de conexión de la red- del ESS, el punto de muestreo de compensación de energía reactiva de bajo-voltaje y el punto de conexión de la red- fotovoltaica. La colocación adecuada de estos puntos de muestreo garantiza que el controlador de compensación pueda distinguir con precisión entre las fluctuaciones de carga y las operaciones de almacenamiento.
Cambios dinámicos en tiempo real-y soluciones de voltaje medio-
Durante los ciclos de carga y descarga, los cambios rápidos en la potencia activa provocan fluctuaciones transitorias del factor de potencia entre el punto de conexión del ESS y la puerta de enlace principal de la empresa de servicios públicos. Durante la descarga, la potencia activa local de la red disminuye mientras que la potencia reactiva permanece constante, lo que provoca que el factor de potencia caiga. Por el contrario, durante la carga, la potencia activa extraída de la red aumenta, lo que aumenta temporalmente el factor de potencia.
ESS Discharging: Active Power ↓ , Reactive Power ↔ =>Factor de potencia ↓
ESS Charging: Active Power ↑ , Reactive Power ↔ =>Factor de potencia ↑
Para los sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red-de voltaje medio (10 kV/35 kV), estas caídas en tiempo real-durante la descarga pueden degradar gravemente la calidad de la energía local. Al igual que los sistemas fotovoltaicos de media-tensión, se recomienda encarecidamente instalar un SVG en la barra colectora de media-tensión para compensar dinámicamente la potencia reactiva. Si bien, en teoría, un sistema de gestión de energía (EMS) podría enviar el sistema de conversión de energía (PCS) de almacenamiento para inyectar energía reactiva, hacerlo aumenta las pérdidas de cobre y hierro del ESS, lo que en última instancia reduce los ingresos del ciclo de vida del proyecto.