L'impacte de l'energia solar i l'emmagatzematge en el factor de potència
Indústria fotovoltaica (PV).Els professionals són molt conscients de la relació entre la integració solar i el factor de potència de la xarxa. Quan s'instal·la un sistema fotovoltaic-lligat a la xarxa, compensa la càrrega local injectant potència activa. Com que la instal·lació extreu menys potència activa (P) de la xarxa pública mentre que la seva demanda de potència reactiva (Q) es manté inalterada, el factor de potència general de la xarxa (PF) disminueix. Per contrarestar-ho, els enginyers han de recalcular el dèficit de potència reactiva i augmentar la capacitat dels generadors estàtics de var (SVG) o bancs de condensadors.
Tanmateix, la introducció dels sistemes d'emmagatzematge d'energia (ESS) afegeix una nova capa de complexitat. La pregunta principal sorgeix: l'addició d'un ESS requereix un reajustament del sistema de compensació de potència reactiva existent? Per respondre a això, hem d'analitzar el sistema tant des d'una perspectiva de facturació a llarg termini com des del punt de vista operatiu-en temps real.
Equilibri teòric i disseny de la topologia
Des d'una perspectiva purament teòrica i normativa, un sistema d'emmagatzematge d'energia funciona en un cicle d'igualtat de càrrega i descàrrega. Com que les empreses de serveis públics solen avaluar el factor de potència mensualment en funció de l'energia activa i reactiva acumulada total, l'impacte net de l'ESS sobre el factor de potència mensual és teòricament neutre.
Per garantir un control precís sota aquesta lògica, els punts de mostreig i de connexió-de xarxa per a un sistema de baixa-tensió s'han de col·locar estratègicament. El disseny de la topologia ideal hauria de definir clarament la relació espacial entre quatre nodes crítics: el punt de mesura principal de la xarxa (la passarel·la), el punt de connexió-de la xarxa ESS, el punt de mostreig de compensació de la potència reactiva de baixa-tensió i el punt de connexió-de la xarxa fotovoltaica. La posició correcta d'aquests punts de mostreig garanteix que el controlador de compensació pugui distingir amb precisió entre les fluctuacions de càrrega i les operacions d'emmagatzematge.
-Canvis dinàmics en temps real i solucions de tensió mitjana-
Durant els cicles de càrrega i descàrrega, els canvis ràpids de potència activa provoquen fluctuacions transitòries del factor de potència entre el punt de connexió de l'ESS i la passarel·la principal de serveis públics. Durant la descàrrega, la potència activa local de la xarxa disminueix mentre que la potència reactiva es manté constant, fent que el factor de potència s'enfonsi. Per contra, durant la càrrega, la potència activa extreta de la xarxa augmenta, augmentant temporalment el factor de potència.
ESS Discharging: Active Power ↓ , Reactive Power ↔ =>Factor de potència ↓
ESS Charging: Active Power ↑ , Reactive Power ↔ =>Factor de potència ↑
Per als sistemes d'emmagatzematge d'energia-de mitjana tensió (10kV/35kV)-lligats a la xarxa, aquestes caigudes-en temps real durant la descàrrega poden degradar greument la qualitat de l'energia local. Igual que els sistemes fotovoltaics de mitjana-tensió, és molt recomanable instal·lar un SVG a la barra de mitjana-tensió per a la compensació dinàmica de la potència reactiva. Si bé un sistema de gestió d'energia (EMS) podria enviar teòricament el sistema de conversió d'energia (PCS) d'emmagatzematge per injectar potència reactiva, fer-ho augmenta les pèrdues de coure i ferro de l'ESS, reduint finalment els ingressos del cicle de vida del projecte.