Descripción general del proyecto de almacenamiento de energía en hoteles de 250 kW/522 kWh

Capítulo 1 Descripción General

1.1 Resumen

Este proyecto consiste en un sistema de almacenamiento de energía de 250 kW/522 kWh para un hotel. Incluye el sistema de almacenamiento de energía y las instalaciones de distribución eléctrica relacionadas, el tendido de cables y los sistemas auxiliares. Los beneficios económicos se obtienen principalmente mediante la reducción de picos y el relleno de valles.

1.1.1 Antecedentes del Proyecto

A medida que las nuevas fuentes de energía, como la eólica y la solar, reemplazan gradualmente a los combustibles fósiles tradicionales, como la térmica, las características de salida aleatorias, intermitentes y fluctuantes, así como la baja inercia, el débil soporte y la escasa resistencia a las perturbaciones, de la nueva generación de energía plantearán graves desafíos al sistema eléctrico.

El almacenamiento de energía es el mejor amortiguador para lograr un balance energético y de potencia incompleto en tiempo real y abordar de forma integral y eficiente los principales problemas del nuevo sistema eléctrico. Se trata de una tecnología y un equipo básico importantes que respaldan el nuevo sistema eléctrico.

Los principales beneficios son: primero, aprovechar la función de "atenuación de picos" del almacenamiento de energía a gran escala para garantizar un suministro eléctrico seguro; segundo, aprovechar la función de "regulación de picos" del almacenamiento de energía para mejorar la capacidad de absorción de nuevas fuentes de energía y facilitar el acceso a gran escala de nueva energía a la red; y tercero, aprovechar la rápida capacidad de respuesta del almacenamiento de energía para potencia activa y reactiva para mejorar la regulación de frecuencia y voltaje del sistema eléctrico, contribuyendo así a la operación segura y estable de la red eléctrica.

1.1.2 Necesidad de la Construcción del Proyecto

(1) Ayuda a aliviar la presión de la red durante los picos de demanda. Este sistema de almacenamiento de energía se carga durante los períodos valle y de baja demanda, y se descarga durante los picos de demanda, lo que ayuda a reducir la carga eléctrica durante los picos de demanda, reduciendo así la presión sobre la red eléctrica, retrasando el tiempo de renovación de la red, aliviando la presión del suministro eléctrico y promoviendo el desarrollo sostenible y a largo plazo del sector eléctrico.

(2) Ayuda a reducir los costos de electricidad de las empresas. En el mercado eléctrico horario, los usuarios pueden planificar su consumo eléctrico según su situación actual. La instalación de almacenamiento de energía puede cargar cuando el precio de la electricidad es bajo y descargar cuando es alto, trasladando la demanda de electricidad durante los períodos de precio alto a los períodos de precio bajo, lo que ayuda a los usuarios a reducir los costos generales de electricidad sin modificar su comportamiento. (3) Contribuye a mejorar la fiabilidad del suministro eléctrico para las empresas. Los sistemas de almacenamiento de energía pueden generar beneficios económicos al aprovechar las diferencias de precio de la electricidad en horas punta y valle durante las horas normales. Al mismo tiempo, los sistemas de almacenamiento de energía también pueden servir como fuentes de energía de respaldo para los usuarios, suministrándoles energía cuando la red eléctrica es insuficiente o cuando hay un fallo, mejorando así la fiabilidad del suministro eléctrico.

1.1.3 Bases para la compilación

(1) GB/T 14549-1993 "Calidad de la energía - Armónicos en las redes eléctricas públicas"

(2) GB/T 34120-2023 "Especificación técnica para convertidores de almacenamiento de energía en sistemas de almacenamiento de energía electroquímica"

(3) GB/T 34131-2023 "Especificación técnica para el sistema de gestión de baterías de iones de litio para centrales eléctricas de almacenamiento de energía electroquímica"

(4) GB/T 34133-2023 "Especificación técnica para la prueba de convertidores de almacenamiento de energía"

(5) GB/T 36276-2023 "Baterías de iones de litio para almacenamiento de energía"

(6) GB/T 36547-2024 "Reglamento técnico para la conexión a la red de sistemas de almacenamiento de energía electroquímica"

(7) GB/T 36549-2018 Indicadores de Operación y Evaluación de Centrales Eléctricas de Almacenamiento de Energía Electroquímica

(8) GB/T 36558-2023 Condiciones Técnicas Generales para Sistemas de Almacenamiento de Energía Electroquímica en Sistemas Eléctricos

(9) GB/T 40090-2021 Reglamento de Operación y Mantenimiento para Centrales Eléctricas de Almacenamiento de Energía

(10) GB/T 40595-2021 Especificaciones Técnicas y Directrices de Ensayo para la Regulación Primaria de Frecuencia de Fuentes de Energía Conectadas a la Red

(11) GB/T 42288-2022 Reglamento de Seguridad para Centrales Eléctricas de Almacenamiento de Energía Electroquímica

(12) GB 50116-2013 Código de Diseño para Sistemas Automáticos de Alarma contra Incendios

(13) GB 50229-2019 Código de Diseño de Protección contra Incendios para Centrales Térmicas y Subestaciones

(14) GB 50370-2005 Código de Diseño para Sistemas de Extinción de Incendios por Gas

1.2 Sistema de Almacenamiento de Energía Esquema

La capacidad total del proyecto de almacenamiento de energía es de 250 kW/522 kWh. El esquema de conexión del sistema recomendado para este proyecto es: una central eléctrica de almacenamiento de energía de 250 kW/522 kWh conectada al bus lateral de 380 V de una estación de usuario de 10 kV mediante un solo circuito.

El equipo principal del sistema de almacenamiento de energía incluye: dos conjuntos de armarios de almacenamiento de energía y un conjunto de armarios conectados a la red.

(2) Selección de la batería de almacenamiento de energía

Actualmente, las tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica incluyen principalmente baterías de plomo-ácido, baterías de plomo-carbono y baterías de flujo redox.s, baterías de sodio-azufre y baterías de fosfato de hierro y litio.

Este proyecto prevé utilizar baterías de fosfato de hierro y litio. Según un estudio de productos de fabricantes convencionales, la capacidad recomendada para una sola celda no es inferior a 314 Ah.

(3) Selección del Sistema de Conversación de Energía (SCP)

Este sistema utiliza una potencia de salida nominal de 125 kW, una topología de tres niveles que admite el flujo de energía bidireccional y una amplia gama de voltajes de batería.

(4) Sistema de Gestión de Energía (SGE)

El SGE integra tecnología avanzada de hardware y software, tecnología de control automático y tecnología de comunicación en red para realizar funciones de monitorización, control, alarma y gestión de energía en tiempo real para todos los equipos de la estación, y maximizar el cumplimiento de los requisitos para un funcionamiento seguro, estable y eficiente del sistema eléctrico.

1.3 Ingeniería Eléctrica

1.3.1 Equipo Eléctrico Primario

(1) Cableado Eléctrico Principal

Este proyecto está equipado con dos conjuntos de armarios de almacenamiento de energía y un conjunto de armarios conectados a la red. Este proyecto conecta un sistema de almacenamiento de energía de 125 kW/261 kWh al lado de 380 V de la estación de usuario de 10 kV, añadiendo un armario de salida.

(2) Disposición del equipo eléctrico

La central eléctrica de almacenamiento de energía consta principalmente de dos armarios de almacenamiento de energía y un armario conectado a la red, con una superficie aproximada de 21 m². Se construirá un nuevo muro ignífugo alrededor de la central.

1.3.2 Equipo Eléctrico Secundario

(1) Sistema de Monitoreo

La central eléctrica de almacenamiento de energía está diseñada para operar sin personal, empleando un esquema de monitoreo centralizado basado en un sistema de monitoreo computarizado. La función de este sistema es monitorear y regular automáticamente el BMS, el PCS, el EMS y otros equipos eléctricos según los requisitos del sistema eléctrico y el modo de operación de la central.

El alcance del monitoreo computarizado incluye: baterías, convertidores de almacenamiento de energía, fuentes de alimentación de la central y sistemas de CC.

La central eléctrica de almacenamiento de energía está equipada con un servidor de datos para recopilar información de los convertidores bidireccionales y las baterías, y se conecta al sistema de monitoreo computarizado mediante Wi-Fi, red 4G o cables de comunicación.

(2) Protección de Relés

El equipo eléctrico de la central eléctrica de almacenamiento de energía emplea protección basada en microprocesador para cumplir con los requisitos de transmisión de información. La protección de relés se configura de acuerdo con la "Especificación Técnica para la Protección de Relés y Dispositivos Automáticos de Seguridad" GB14285.

1.3.3 Sistema de Comunicación

El sistema de comunicación de la central eléctrica de almacenamiento de energía consta principalmente de tres partes: comunicación del sistema, comunicación interna y comunicación con la red pública. La función del sistema de comunicación de la central eléctrica de almacenamiento de energía es gestionar las operaciones de producción y la programación dentro de la central, así como proporcionar canales de transmisión de información para los sistemas de protección de relés, control remoto, medición y monitorización informática.

1.4 Ingeniería Civil

La central eléctrica de almacenamiento de energía propuesta tiene una capacidad total de 250 kW/522 kWh. La superficie total del terreno es de aproximadamente 21 metros cuadrados.

Las condiciones geológicas del emplazamiento de la central eléctrica de almacenamiento de energía son estables y cumplen los requisitos para una selección segura del emplazamiento. No existen problemas relacionados con la protección ambiental, el impacto militar, la superposición mineral, la protección de reliquias culturales ni la geología de ingeniería en el emplazamiento, lo que hace que las condiciones de construcción sean favorables.

El sistema de almacenamiento de energía se instalará dentro del parque mediante una cimentación de hormigón vertido, lo que requiere un terreno nivelado. La cimentación se encuentra a 0,25 m por encima del nivel del suelo exterior y está construida con hormigón C30. Los muros cortafuegos deben utilizar cimentaciones independientes.

1.5 Diseño de la Organización de la Construcción

El período de construcción consta de dos partes: el período de preparación y el período de construcción principal. El período de preparación incluye principalmente la construcción de instalaciones temporales de producción y vivienda, el diseño de ingeniería y la adquisición de equipos. El período de construcción principal incluye la nivelación del terreno, la cimentación y la instalación de equipos. El período de construcción previsto es de aproximadamente 2 meses.

1.6 Diseño de Protección contra Incendios

(1) Principios de Diseño de Protección contra Incendios

Se implementará la política de protección contra incendios de "prevenir primero, combinar con la extinción de incendios". El diseño de protección contra incendios del proyecto se considerará en conjunto con el diseño general, y se adoptarán diversas medidas de protección contra incendios para las diferentes estructuras e instalaciones. Dado que la central eléctrica de almacenamiento de energía se encuentra lejos del centro de la ciudad, la protección contra incendios se centrará en la autodefensa y el autorrescate. (2) Esquema general de diseño de protección contra incendios. El diseño general de protección contra incendios de este proyecto adopta medidas técnicas integrales que abarcan la prevención, la monitorización, la alarma, el control, la extinción y el escape de incendios en todos los aspectos para minimizar la posibilidad de incendio y garantizar que cualquier incendio que se produzca pueda extinguirse rápidamente, minimizando las pérdidas por incendio y garantizando la evacuación segura del personal durante un incendio. Los sistemas de agua contra incendios y los equipos contra incendios están instalados dentro de la central eléctrica de almacenamiento de energía.

La central eléctrica de almacenamiento de energía está equipada con un conjunto de hidrantes contra incendios. Según el estudio del sitio, el hidrante del lado oeste de la central eléctrica original de 10 kV se encuentra aproximadamente a 10 metros de la central eléctrica de almacenamiento de energía. Por lo tanto, la toma de agua contra incendios para esta central eléctrica de almacenamiento de energía se abastecerá del hidrante del lado oeste de la central eléctrica de 10 kV.

Capítulo 2 Análisis del Sistema Eléctrico

2.1 Estructura Energética Regional y Estado Actual del Sistema Eléctrico

La red eléctrica de la región aún está dominada por centrales eléctricas de carbón, lo que plantea importantes desafíos económicos y técnicos para la transformación de estas plantas hacia una economía baja en carbono. Sin embargo, la capacidad de energía renovable de la región está aumentando rápidamente, y el desarrollo activo de centrales eléctricas locales de almacenamiento de energía puede proporcionar un mejor entorno operativo de la red para fuentes de energía limpias y renovables como la fotovoltaica y la eólica.

2.1 Necesidad de la Construcción de Centrales Eléctricas de Almacenamiento de Energía

2.2 Los Dispositivos de Almacenamiento de Energía Pueden Reemplazar las Medidas Tradicionales de Modernización de la Red

Las empresas de la red eléctrica buscan brindar servicios de energía seguros, confiables y de alta calidad, minimizandoReduciendo los costos de operación, mantenimiento y actualizaciones de la red, ofreciendo así a los usuarios electricidad asequible y de alta calidad. La tecnología de almacenamiento de energía es un medio para lograr este objetivo. Mejora la calidad de la energía, aumenta la confiabilidad del suministro eléctrico y reduce los costos al disminuir la demanda de capacidad de la red de transmisión y distribución, aliviar la congestión del sistema y retrasar las actualizaciones y expansiones de la red.

Cuando la carga en una línea excede su capacidad, es necesario actualizar o expandir la red de distribución. Las medidas tradicionales incluyen la actualización o expansión de transformadores de subestaciones y líneas de transmisión y distribución. Con el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía y la disminución del costo unitario de los dispositivos de almacenamiento, estos se utilizan cada vez más en las redes eléctricas para mejorar la confiabilidad y la calidad del suministro eléctrico. Además, se reconoce una ventaja significativa de los dispositivos de almacenamiento de energía: pueden reemplazar las medidas tradicionales de actualización de la red, retrasando la inversión en líneas y transformadores y logrando "soluciones inalámbricas". Lo mismo aplica para los usuarios finales: aumentar el almacenamiento de energía reduce la probabilidad de necesitar expandir la capacidad de distribución.

2.2.3 Mejora de la Fiabilidad Energética Empresarial

Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía pueden garantizar el funcionamiento estable del sistema eléctrico al liberar la energía almacenada cuando el suministro eléctrico es insuficiente. Para las empresas, la estabilidad y la fiabilidad del sistema eléctrico son cruciales; los cortes de energía o las fluctuaciones de tensión pueden afectar gravemente la producción. La instalación de centrales eléctricas de almacenamiento de energía puede mejorar eficazmente la fiabilidad energética y garantizar una producción fluida.

2.2.4 Optimización de la Asignación de Recursos

Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía pueden almacenar energía durante los periodos de baja demanda eléctrica y liberarla durante los periodos punta para satisfacer la demanda. Esto puede mitigar en cierta medida el desequilibrio entre la oferta y la demanda de energía y reducir los costes de electricidad de las empresas. Simultáneamente, las centrales eléctricas de almacenamiento de energía pueden maximizar la utilización de los recursos y mejorar la eficiencia general de los mismos.

2.3 Análisis del Sistema Eléctrico del Área de la Central

2.3.1 Descripción General del Sistema Eléctrico del Área de la Central

Este proyecto implica el consumo de energía comercial y de oficinas, lo que resulta en una alta carga de energía. La distribución de energía es la siguiente: Hay una subestación de usuario de 10 kV. La subestación de 10 kV cuenta con dos líneas de entrada de 10 kV y tres transformadores de 10 kV/380 V (capacidad: 315/630/1600 kVA), con una capacidad total de 2545 kVA.

2.3.2 Análisis de la carga eléctrica del área de la estación

Según las facturas de electricidad de los usuarios, la carga eléctrica mensual de febrero a diciembre de 2024 es la siguiente:

Tras analizar la curva de consumo eléctrico mensual del usuario desde febrero de 2024 hasta diciembre de 2024, se concluye que la demanda eléctrica general del usuario fue relativamente inestable durante los últimos 11 meses. Entre ellos, el consumo eléctrico de la segunda línea de entrada (abril y octubre) fue relativamente bajo. Al considerar el número total de días de carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía a lo largo del año, el sistema de almacenamiento de energía de la primera línea de entrada se calcula en 11 meses (335 días); el sistema de almacenamiento de energía de la segunda línea de entrada se calcula en 10 meses (305 días), con un promedio de 320 días de carga y descarga al año.

2.4 Análisis de los precios de la electricidad en el parque industrial

2.4.1 Distribución horaria de los precios de la electricidad en el parque industrial 

La distribución horaria actual se muestra en la figura.

Distribución horaria de pico y valle

2.4.2 Análisis de precios de electricidad por hora de uso para el área de la planta. Este proyecto aplica un sistema de precios de electricidad por hora de uso en dos fases (electricidad general industrial y comercial, nivel de tensión de 10 kV) a los usuarios de electricidad. La tabla a continuación muestra los precios de electricidad por hora de uso en dos fases para 2024, tanto para la industria general como para el comercio, de 10 kV: 

Gráfico de precios de electricidad por hora de uso

El precio de la electricidad se calcula con base en la factura de electricidad de 2024 proporcionada por el usuario; el precio real se basará en la factura mensual de la compañía eléctrica.

El funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía electroquímica debe considerar el impacto de las tarifas eléctricas básicas y las tarifas de regulación de la energía. Por lo tanto, al configurar la capacidad de almacenamiento de energía, esta puede cargarse y descargarse dos veces, siempre que la capacidad de la tarifa eléctrica básica del parque lo permita.

De acuerdo con los datos de precios de la electricidad de 10 kV para uso general industrial y comercial en dos partes (para usuarios de electricidad de uso general industrial y comercial), el precio promedio de la electricidad en 2024 fue: Pulso: 0,1976 USD/kWh, Punta: 0,1515 USD/kWh, Normal: 0,0943 USD/kWh, Valle: 0,0490 USD/kWh.

3.5 Análisis de Frecuencia y Características de Carga/Descarga

La función del sistema de almacenamiento de energía en este proyecto es la reducción de picos y el llenado de valles (arbitraje pico-valle), es decir, la carga durante los períodos valle y normal, y la descarga durante los períodos de pulso y punta. Según la tarifa horaria, cada día consta de un período valle, tres períodos normales y dos períodos punta o de baja demanda. Se pueden realizar de uno a dos ciclos de carga y descarga diariamente. La gestión energética debe monitorear la demanda de energía de la carga en tiempo real, y la potencia de descarga del sistema de almacenamiento de energía no debe superar el valor de potencia total en tiempo real de la carga eléctrica.

La capacidad instalada prevista para este proyecto de almacenamiento de energía es de 250 kW/522 kWh. Considerando factores integrales como las pérdidas del rectificador e inversor, las pérdidas de línea y transformador, las pérdidas de resistencia interna de la batería y las pérdidas por autoconsumo (control de temperatura), se estima provisionalmente una eficiencia general del sistema del 86 %.

(1) Durante el período valle, cargar a una tasa de 0,5 °C hasta que el estado de carga alcance el 100 %;

(2) Durante el período normal, cargar a una tasa de 0,5 °C hasta que el estado de carga alcance el 100 %;

(3) Durante el período punta, descargar a una tasa de 0,5 °C hasta que el estado de carga alcance el 10 %;

(4) Durante el período de pulso, descargar a una tasa de 0,5 °C hasta que el estado de carga alcance el 10 %; Se completan dos ciclos de carga-descarga diariamente, con un mínimo de 320 días de carga-descarga al año.

3.6 Esquema de acceso al sistema. Con base en el análisis anterior, considerando las condiciones de carga del usuario, minimizando la pérdida de energía durante la elevación de tensión y el principio de proximidad a la red eléctrica, la central de almacenamiento de energía de 250 kW/522 kWh se conectará a la barra lateral de 380 V de la estación de usuario de 10 kV en el parque mediante un solo circuito.

Capítulo 3 Diseño General y Cálculo de Generación de Energía del Sistema de Almacenamiento de Energía

3.1 Esquema de Diseño General

Este proyecto adopta un esquema de configuración de sistema centralizado, con todas las unidades del sistema de almacenamiento de energía ubicadas centralmente en la misma área seleccionada. Esta central eléctrica de almacenamiento de energía incluye dos gabinetes de almacenamiento de energía y un gabinete conectado a la red. Incluye dispositivos de monitoreo, baterías de fosfato de hierro y litio, PCS, BMS, EMS, dispositivos de enfriamiento, un sistema de refuerzo y un sistema de extinción de incendios.

La DOD operativa de esta central eléctrica de almacenamiento de energía se considera del 90 %. Considerando las pérdidas de rectificación e inversor, las pérdidas de línea, las pérdidas de resistencia interna de la batería y las pérdidas de autoconsumo (incluido el control de temperatura), la eficiencia de carga/descarga se considera tentativamente del 93 %. La central eléctrica de almacenamiento de energía tiene una vida útil de 15 años (dos ciclos de carga y descarga, dos veces al día). El sistema de almacenamiento de energía está conectado al bus lateral de 380 V de la estación de usuario de 10 kV en el parque, a un nivel de tensión de 380 V.

El sistema de baterías de cada sistema de almacenamiento de energía contiene varios grupos de baterías estándar. Cada grupo de baterías consta de módulos de batería, un BMS, una caja de alta tensión y un bastidor de baterías. Un sistema BMS de grupo de baterías estándar se divide en dos niveles: un módulo de adquisición de datos y un módulo de control principal secundario.

El PCS requiere que el producto sea seguro y fiable, con una corriente armónica controlada dentro del rango estándar nacional. El convertidor debe contar con funciones de operación conectadas a la red, protección, comunicación, ajuste del factor de potencia, regulación de potencia activa y otras funciones.

3.2 Almacenamiento de energía electroquímica y sus aplicaciones

El almacenamiento de energía electroquímica ofrece ventajas tecnológicas como una buena movilidad de los equipos, una rápida velocidad de respuesta, una alta densidad energética y una alta eficiencia de ciclo. Actualmente, es un área clave de investigación e innovación y un importante punto de crecimiento para la industria del almacenamiento de energía en varios países. Las tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica incluyen principalmente baterías de plomo-ácido (plomo-carbono), baterías de iones de litio, baterías de flujo y baterías de sodio-azufre. Entre ellas, las baterías de plomo-carbono y las de iones de litio se han desarrollado rápidamente, liderando la comercialización del almacenamiento de energía electroquímica. 3.3 Arquitectura y principios de diseño de sistemas de almacenamiento de energía

3.3.1 Arquitectura de sistemas de almacenamiento de energía

Un sistema de almacenamiento de energíaEl sistema GE consta de celdas de batería, BMS, PCS, sistema de gestión de energía (EMS) y las unidades de protección y control correspondientes.

3.3.2 Principios de Diseño de Sistemas de Almacenamiento de Energía

1. Fiabilidad

La fiabilidad del sistema abarca cuatro aspectos: madurez, tolerancia a fallos, recuperabilidad y seguridad. La madurez se refiere a la capacidad del sistema para evitar fallos debidos a fallos inherentes. La configuración de hardware y software de este proyecto debe cumplir con los requisitos de baja tasa de fallos, baja tolerancia a fallos y alta disponibilidad. La tolerancia a fallos se refiere a la capacidad del sistema para mantener el nivel de rendimiento especificado en caso de fallo o violación de las interfaces especificadas. La configuración de hardware y software de este proyecto debe cumplir con los requisitos de alta resistencia a la inactividad y alta resistencia a fallos. La recuperabilidad se refiere a la capacidad del sistema para reconstruir el nivel de rendimiento especificado y recuperar los datos directamente afectados en caso de fallo. La seguridad se refiere a que la central eléctrica de almacenamiento de energía electroquímica posee funciones de protección de seguridad, como la desconexión de seguridad a nivel de módulo y el control de compartición de corriente a nivel de clúster, y debe contar con detección de cortocircuitos dentro de la celda. La configuración de hardware y software de este proyecto debe cumplir con los requisitos de alta reutilización y recuperación.

2. Tecnología avanzada

La tecnología avanzada del sistema se refleja en la selección de productos y soluciones ampliamente utilizados en la industria. Esta selección tecnológica es prospectiva, lo que garantiza su permanencia en el mercado y el apoyo técnico adecuado durante los próximos años.

3. Practicidad: Las soluciones de hardware y software seleccionadas deben integrarse plenamente con las características del negocio y la arquitectura actual de la central eléctrica de almacenamiento de energía en baterías. Además de garantizar la fiabilidad y disponibilidad del sistema, deben maximizar la practicidad y la facilidad de uso, logrando características como una interfaz intuitiva, un funcionamiento intuitivo, funcionalidad práctica, respuesta rápida del sistema, implementación conveniente y un funcionamiento estable. Esto facilitará la operación del usuario y mejorará la eficiencia operativa.

4. Estandarización: La configuración del sistema debe adherirse al principio de estandarización. La selección de hardware y software debe adoptar, en general, productos estándar que cumplan con las normas de la industria y cuenten con el respaldo de importantes organizaciones o empresas nacionales e internacionales.

5. Ahorro de inversión: Además de cumplir con los importantes principios mencionados, la selección de las configuraciones de hardware y software también debe considerar la necesidad de ahorrar en la inversión, priorizando productos de hardware y software con una alta relación calidad-precio y una alta relación rendimiento-precio. La selección de productos y características debe basarse en los principios de "costo óptimo por kilovatio-hora y seguridad prioritaria" en el diseño de la solución integral de la central eléctrica. 3.4 Comparación de las rutas tecnológicas de los sistemas de almacenamiento de energía

3.5 Selección de los equipos principales para los sistemas de almacenamiento de energía

3.5.1 Introducción del sistema

Este producto es un gabinete integrado exterior refrigerado por líquido para almacenamiento de energía comercial e industrial, que ofrece a los usuarios control de picos y valles de demanda, reducción de capacidad y de demanda, expansión de la capacidad energética y servicios de respuesta a la demanda. Se puede utilizar ampliamente en estaciones de carga, edificios comerciales, industrias y otros entornos industriales y comerciales.

1) La potencia nominal de salida de un solo sistema es de 125 kW y puede almacenar 261 kWh de energía.

2) Se pueden conectar varias unidades en paralelo, con una potencia máxima de 1,25 MW y una energía máxima de 2,61 MWh.

3) Este producto incorpora tecnología de control de temperatura con refrigeración líquida, lo que resulta en diferencias de temperatura más pequeñas y uniformes entre los grupos.

4) Para satisfacer las necesidades de más clientes, se puede utilizar con inversores fotovoltaicos para lograr acceso fotovoltaico (lado de CA).

Escenarios de aplicación de sistemas de almacenamiento de energía

3.5.2 Composición del sistema

1) El sistema de almacenamiento de energía de este producto incluye principalmente un Pack, un sistema de control CA/CC (BMS integrado y distribución de energía CA/CC), un PCS, un sistema de protección contra incendios y un sistema de refrigeración líquida.

2) El sistema de protección contra incendios de este producto está equipado con detectores compuestos (sensores de humo, de gas y de temperatura integrados), sensores de inmersión en agua, detectores de aerosoles (o perfluorohexanona), válvulas antideflagrantes y otras funciones de protección contra incendios, lo que aumenta la seguridad del producto.

3) Este producto está equipado con un sistema de gestión de energía EMS para lograr una gestión energética eficiente y fiable, y permite la monitorización remota a través de Ethernet y acceso a la red 4G.

4) Este producto está equipado con múltiples dispositivos de desconexión, como disyuntores, fusibles de tres etapas y contactores, para garantizar un corte de energía fiable y garantizar la seguridad de las personas y los equipos.

Diagrama de topología del principio del sistema3.5.3 Core Modules

3.5.3.1 Paquete de Baterías

1. Este paquete de baterías utiliza celdas de fosfato de hierro de 314 Ah, lo que ofrece excelente seguridad, alta densidad energética y bajo costo.

2. Este paquete de baterías cuenta con un alto grado de protección IP67, emplea un ensamblaje modular libre de contaminación, garantiza una alta confiabilidad estructural y minimiza los costos de mantenimiento.

3. Este paquete de baterías utiliza placas de refrigeración líquida para un rendimiento superior en cuanto a temperatura.

4. Este paquete de baterías está equipado con válvulas a prueba de explosiones y un detector de densidad media (MSD), lo que mejora la seguridad del producto.

3.5.4 Sistema de Conversación de Potencia (PCS)

El PCS es un convertidor bidireccional controlado por corriente que conecta el sistema de baterías de almacenamiento de energía con la red eléctrica. Su función principal es intercambiar energía entre la batería y la red, controlar y gestionar la carga y descarga de la batería, y lograr la conversión bidireccional entre CC y CA. Puede convertir CA a CC para cargar la batería y viceversa.

Este sistema utiliza una potencia de salida nominal de 125 kW, una topología de tres niveles que admite el flujo de energía bidireccional y un amplio rango de voltajes de batería.

4.5.7.3 Unidad de Refrigeración Líquida

La unidad de refrigeración líquida regula la temperatura del paquete, garantizando que siempre funcione dentro de un rango adecuado para mantener un rendimiento óptimo del sistema. Tiene las siguientes funciones:

1. Medición y monitorización precisas de la temperatura del refrigerante.

2. Disipación eficaz del calor cuando la temperatura del paquete es alta, lo que evita accidentes por fugas térmicas.

3. Precalentamiento cuando la temperatura de la batería es baja, lo que eleva la temperatura de la batería y garantiza el rendimiento y la seguridad de la carga y descarga a bajas temperaturas.

4. La refrigeración se logra mediante la circulación del refrigerante (solución acuosa de etilenglicol al 50 %, punto de congelación -35 °C), lo que resulta en una diferencia de temperatura más uniforme entre los grupos de baterías.

4.5.7.4 Sistema de Control CA/CC

El sistema de control CA/CC integra el control principal del BMS y la distribución de energía CC y CA.

4.5.7.5 BMS

1. Recopila toda la información del sistema de baterías, recibiendo información de las celdas del controlador esclavo del Pack y transmitiéndola al EMS.

2. Calcula el estado de carga (SOC) y el estado de la batería (SOH) con base en la información recopilada y ejecuta el control general del sistema.

3. Garantiza el funcionamiento estable y seguro de la batería mediante la monitorización de su estado en tiempo real.

4. Prolonga la vida útil de la batería mediante la monitorización de su consistencia.

4.5.7.6 EMS

1. El EMS es un componente importante del sistema de almacenamiento de energía. Se comunica con dispositivos como el PCS, el BMS, los medidores, los sistemas de protección contra incendios y los sistemas de refrigeración líquida para controlar todo el sistema. Permite la reducción de picos y el llenado de valles, el control de la demanda, la suavización de las nuevas fluctuaciones de energía, la expansión dinámica de la capacidad y la optimización de los ingresos por almacenamiento de energía. También cuenta con funciones avanzadas como la protección contra la demanda basada en el tiempo, la protección contra la potencia inversa basada en el tiempo, la protección dinámica multinivel y la asignación ponderada de la potencia de almacenamiento.

2. El SGE recopila datos y señales de los dispositivos locales y garantiza el funcionamiento seguro, fiable, eficiente y económico del sistema de almacenamiento de energía mediante estrategias de control interno.

4.5.7.7 Sistema de Protección contra Incendios

Este sistema está equipado con un sistema de protección contra incendios altamente eficiente y fiable que puede activarse automáticamente y extinguir incendios de inmediato en caso de incendio.

Protección contra Incendios a Nivel de Sistema:

1. El sistema instala un detector compuesto (con detector de gas combustible, detector de calor y detector de monóxido de carbono integrados) y un agente extintor de perfluorohexanona en la parte superior del compartimento de la batería. Cuando uno de los tres detectores del detector compuesto detecta una anomalía, el sistema deja de funcionar y la notifica. Cuando se detectan dos anomalías, se libera el agente extintor para extinguir el incendio y se envía una señal de retroalimentación del agente extintor al SGE. El SGE puede entonces transmitir la información al sistema de monitorización del sitio o al usuario.

2. Un sensor de inmersión en agua está instalado en la parte inferior del compartimento de la batería. Cuando el sensor de inmersión detecta una anomalía, el sistema deja de funcionar y la informa.

3. En la parte superior del compartimento de la batería hay un interruptor de límite que controla el encendido de las luces contra incendios y verifica que la puerta de detección esté bien cerrada para evitar la entrada de vapor de agua.

Diagrama de protección contra incendios

3.6 Análisis de Potencia del Sistema de Almacenamiento de Energía

La capacidad instalada de la central de almacenamiento de energía en este proyecto es de 250 kW/522 kWh. Suponiendo dos ciclos de carga y descarga al día y un estimado de 320 días de funcionamiento al año, el sistema opera de la siguiente manera: El horario de pico-valle de la red eléctrica es el siguiente:

Para este proyecto están previstos los siguientes periodos de carga y descarga.

Con base en el precio de la electricidad pulso-pico-valle para uso industrial y comercial, y utilizando parámetros de baterías de litio, la fórmula de cálculo para la capacidad de carga y descarga de la central eléctrica de almacenamiento de energía se determina de la siguiente manera:

Capacidad de carga (capacidad conectada a la red) = Capacidad de la batería de almacenamiento de energía / Eficiencia de carga/descarga unidireccional x Coeficiente de degradación de la batería x Número de ciclos de carga/descarga al año

Capacidad de descarga = Capacidad de la batería de almacenamiento de energía x DOD x Eficiencia de carga/descarga unidireccional x Coeficiente de degradación de la batería x Número de ciclos de carga/descarga al año

La central eléctrica de almacenamiento de energía opera a una DOD del 90%, y la eficiencia de carga y descarga unidireccional es de aproximadamente el 93%. Calculada a lo largo de 15 años, la central eléctrica de almacenamiento de energía opera un total de 200 días en los modos de carga valle-descarga pico y carga normal-descarga pico; 60 días en los modos de carga valle-descarga pulso y carga normal-descarga pico; y 60 días en los modos de carga valle-descarga pico y carga normal-descarga pico. El proyecto opera un total de 320 días al año.

El precio de la electricidad para cargar la central de almacenamiento de energía desde la red eléctrica es el precio valle y normal; el precio de la electricidad para descargar es el precio punta y el precio de pulso. Por lo tanto, los beneficios económicos pueden calcularse simplemente calculando la capacidad total anual de carga y descarga de la central.

El precio de la electricidad se calcula con base en la factura de electricidad del usuario de 2024; el precio real se basará en la factura mensual de la compañía eléctrica.

La capacidad proyectada de carga y descarga de la central de almacenamiento de energía durante 15 años se muestra en la siguiente tabla.

Tabla de predicción del volumen de carga y descarga de una central eléctrica de almacenamiento de energía

Conclusión: La central eléctrica de almacenamiento de energía de este proyecto operó durante un total de 200 días en los modos de carga valle-descarga punta y carga plana-descarga punta; 60 días en los modos de carga valle-descarga pulso y carga normal-descarga punta; y 60 días en los modos de carga valle-descarga pico y carga plana-descarga pulso. El proyecto opera durante un total de 320 días al año. Considerando la DOD operativa de la central eléctrica de almacenamiento de energía del 90%, la eficiencia de carga y descarga unidireccional de aproximadamente el 93% y un coeficiente de degradación de 15 años del 5% para el primer año y después de las actualizaciones técnicas, y del 2% para los años restantes, el volumen estimado de carga del primer año desde la red es de 323,3 MWh, y el volumen de descarga del primer año es de 279,62 MWh; El volumen total de carga a lo largo de 15 años es de 4532,72 MWh y el volumen total de descarga a lo largo de 15 años es de 3920,33 MWh; el volumen medio anual de carga a lo largo de 15 años es de 302,18 MWh y el volumen medio anual de descarga a lo largo de 15 años es de 261,36 MWh.

Capítulo 5 Diseño Eléctrico

4.1 Principios de Diseño

(1) En función de la posición y la función de la central eléctrica de almacenamiento de energía en baterías en el sistema de red eléctrica regional, y siguiendo el principio de estratificación y zonificación razonables según el nivel de tensión de la red y la zona de suministro eléctrico, el sistema de almacenamiento de energía debe conectarse a la red de tensión adecuada.

(2) Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía deben conectarse preferiblemente al bus de distribución del lado del usuario de forma descentralizada multipunto.

(3) Al diseñar el sistema de conexión, se debe considerar una combinación de soluciones de corto y largo alcance, minimizando la construcción redundante y el desperdicio de inversión.

4.2 Niveles de tensión de conexión

Los niveles de tensión de conexión a la red recomendados para sistemas de almacenamiento de energía electroquímica según la norma GB/T 36547-2018 "Reglamento Técnico para la Conexión de Sistemas de Almacenamiento de Energía Electroquímica a la Red Eléctrica" son los siguientes:

Nivel de tensión de conexión a la red del sistema de almacenamiento de energía

Según la norma GB/T 36547-2018, se puede seleccionar 400 V como nivel de tensión de acceso para este proyecto de almacenamiento de energía.

Las empresas participantes en este proyecto son usuarios de 10 kV y cada una cuenta con al menos dos transformadores en su sala de distribución. En función del consumo eléctrico del usuario, el nivel de tensión del sistema de almacenamiento de energía de 250 kW/522 kWh en este proyecto cumple con las especificaciones pertinentes de la Red Eléctrica Estatal.

4.3 Esquema de Acceso

Este proyecto prevé adoptar el esquema de "acceso de 380 V del lado del usuario", con un punto de acceso para el sistema de almacenamiento de energía. Este se conectará al nuevo armario de distribución de 380 V en la subestación de usuario de 10 kV del parque industrial. El cableado específico para el almacenamiento de energía es el siguiente:

Diagrama de cableado del sistema de almacenamiento de energía

4.4 Sistema Eléctrico Primario

4.4.1 Cableado Eléctrico Principal

Este proyecto consta de dos armarios de almacenamiento de energía y un armario conectado a la red, con una capacidad total de almacenamiento de energía de 250 kW/522 kWh.

Se prevé la conexión a la barra colectora lateral de 380 V de la subestación de usuario de 10 kV en el parque industrial mediante un solo circuito. Según la situación del suministro y la distribución eléctrica del proyecto, el sistema de almacenamiento de energía se conectará mediante un armario de distribución de baja tensión añadido a la sala de distribución de 380 V de la subestación de usuario de 10 kV en el parque industrial. Cada sistema de almacenamiento de energía tiene una capacidad de 125 kW/261 kWh.

El almacenamiento de energía se conectará a la red mediante cables de baja tensión tendidos hasta la caja de conexiones de almacenamiento de energía en la sala de distribución del lado del usuario. El armario conectado a la red estará equipado con medidores.

Al recopilar los valores de potencia o corriente de carga, la información recopilada se envía al SGE de almacenamiento de energía para controlar la potencia de carga y descarga del sistema. (Potencia de carga del sistema de almacenamiento de energía + potencia de carga) ≤ carga máxima admisible del transformador; potencia de descarga del sistema de almacenamiento de energía ≤ potencia de carga.

4.4.2 Esquema de la línea de captación de energía

(1) El sistema de almacenamiento de energía se conecta a la red mediante cables de baja tensión tendidos hasta la caja de conexiones del sistema de almacenamiento de energía en la sala de distribución del usuario.

(2) El método de tendido de cables se selecciona según las condiciones reales del emplazamiento. Para rutas con varios cables concentrados en una misma ubicación, se utilizan zanjas o bandejas de cables dentro de la estación (≥4 cables). Otras rutas utilizan conductos o enterramiento directo, empleando tubos de acero galvanizado de un solo orificio de Φ150 o tubos MPP de un solo orificio de Φ150 con una profundidad de enterramiento ≥600 mm.

(3) Las medidas ignífugas para cables deberán cumplir con los requisitos de las normativas pertinentes, como la "Norma de Diseño para Cables de Ingeniería Eléctrica" (GB50217-2018).

(4) Los cables de alimentación se seleccionan como libres de halógenos, de baja emisión de humos, ignífugos, con aislamiento de polietileno reticulado, revestimiento de polietileno, conductores de cobre y cables de alimentación de baja tensión.

(5) Los cables de control se seleccionan como libres de halógenos, de baja emisión de humos, ignífugos, resistentes al fuego, con núcleo de cobre, aislamiento de polietileno reticulado, revestimiento interior de poliolefina, blindaje de cinta de cobre, armadura de cinta de acero y revestimiento exterior de polietileno o poliolefina. (6) Los cables informáticos deberán ser libres de halógenos, de baja emisión de humos, ignífugos, resistentes al fuego, con núcleo de cobre, aislamiento de polietileno reticulado, pares trenzados, subblindaje con trenzado de cobre, revestimiento de poliolefina, blindaje general con trenzado de cobre, armadura de cinta de acero y revestimiento exterior de poliolefina.

4.4.3 Protección contra rayos y sobretensiones

Para garantizar la operación segura del sistema eléctrico y la seguridad del sistema de almacenamiento de energía y sus instalaciones auxiliares, las centrales eléctricas de almacenamiento de energía con baterías deben contar con dispositivos adecuados de protección contra rayos, protección contra rayos y conexión a tierra.

(1) Dispositivo de conexión a tierra

a. Alcance de la conexión a tierra de protección

De acuerdo con el "Código para el Diseño de Conexión a Tierra de Instalaciones Eléctricas de CA" GB/T50064-2014, todas las piezas que requieran conexión a tierra deben estar conectadas a tierra de forma fiable.

b. En el área de almacenamiento de energía, se utilizará una única red de conexión a tierra para la conexión a tierra de protección, la conexión a tierra de trabajo y la conexión a tierra de protección contra sobretensiones. Según la explicación de la cláusula de la "Especificación Técnica para el Diseño de Cableado Secundario de Centrales Térmicas y Subestaciones" DL/T5136-2012, el valor de la resistencia de la conexión a tierra lógica de los dispositivos electrónicos no debe superar 1 Ω. Por lo tanto, el valor total de la resistencia de la conexión a tierra de toda la central debe controlarse para que sea inferior a 1 Ω. La resistividad del suelo en la zona de construcción del proyecto es relativamente baja. Se pueden utilizar varillas de acero convencionales revestidas de cobre como material de puesta a tierra en el emplazamiento de la planta. La vida útil del cable de puesta a tierra se considera de 15 años, basándose en el tiempo de funcionamiento de la central.

c. Todos los equipos deben estar conectados a tierra según la normativa. Cada componente de puesta a tierra de los equipos eléctricos debe estar conectado a la línea principal de puesta a tierra mediante un ramal de puesta a tierra independiente. Está estrictamente prohibido conectar varios componentes de puesta a tierra en serie dentro de un mismo cable de puesta a tierra. Ambos extremos del acero de canal de cada cimentación de los equipos de distribución eléctrica de alta y baja tensión deben estar conectados de forma fiable a la línea principal de puesta a tierra interior.

(2) Protección contra sobretensiones

a. Protección directa contra rayos

Se deben instalar pararrayos independientes dentro del emplazamiento, con sus bajantes conectados a la red de puesta a tierra de toda la central. El dispositivo de puesta a tierra debe aprovechar al máximo los cuerpos de tierra naturales, principalmente mediante el tendido de redes de puesta a tierra horizontales. La reducción de la resistencia de puesta a tierra se basa principalmente en cuerpos de puesta a tierra horizontales de gran superficie, que tienen las funciones de igualar la tensión, reducir el potencial de contacto y el potencial de paso, y disipar la corriente. b. Protección contra sobretensiones por rayos para equipos de distribución de energía. Acc.De acuerdo con el "Código para el Diseño de la Conexión a Tierra de Instalaciones Eléctricas de CA" GB/T50065-2011 y el "Código para el Diseño de la Protección contra Sobretensiones y la Coordinación del Aislamiento de Instalaciones Eléctricas de CA" GB/T50064-2014, los descargadores de sobretensiones en los equipos de distribución eléctrica de 10 kV existentes en el área de la planta se utilizan para proteger contra sobretensiones causadas por rayos y otras sobretensiones.

4.5 Equipos Eléctricos Secundarios

La central eléctrica de almacenamiento de energía está equipada con un sistema de monitoreo computarizado que realiza funciones de monitoreo y gestión energética en tiempo real. Este sistema cumple con todas las funciones de diseño requeridas para la supervisión y el control seguros de la operación de la central, como las funciones de protección, control, comunicación y medición. Permite una gestión automatizada integral de la central, procesando y transmitiendo diversos datos e información en tiempo real al centro de control central. Las funciones de gestión energética incluyen el balance energético, la programación automática y el control de modo.

La fuente de alimentación para la capa de control de la estación de almacenamiento de energía y los equipos secundarios relacionados utiliza el sistema de almacenamiento de energía autoalimentado. También se configura una fuente de alimentación SAI para alimentar las cargas críticas; la capacidad del SAI se considera tentativamente de 2 × 5 kVA.

4.5.1 Sistema de Monitoreo Computarizado

(1) Modo de Gestión

Este proyecto consiste en una central eléctrica de almacenamiento de energía convencional de nueva construcción. Diseñada según las normativas y especificaciones pertinentes, el sistema de control adopta un esquema de monitorización computarizada, concebida como una estación autónoma. La central eléctrica de almacenamiento de energía construirá un sistema totalmente automatizado, con todas las funciones de control remoto, como telemetría, señalización remota, ajuste remoto y control remoto, así como funciones de sincronización de reloj. Deberá tener la capacidad de intercambiar información con centros de despacho y centros de monitoreo remotos, e implementar estrategias de control como la reducción de picos, la regulación de la frecuencia del sistema, la regulación de picos y el soporte de potencia reactiva, según su posicionamiento funcional.

(2) Principios de Diseño

La configuración de los equipos y los requisitos funcionales del sistema de monitorización informática de esta central eléctrica de almacenamiento de energía se han diseñado según el modo de operación sin operador. Los principios de diseño principales son los siguientes:

a. El sistema de monitorización informática de la central eléctrica de almacenamiento de energía está conectado en red de forma uniforme.

b. La información dentro de la central eléctrica de almacenamiento de energía es compartida y única. El host de monitorización del sistema de monitorización informática de la central eléctrica de almacenamiento de energía comparte recursos de información con el equipo de transmisión remota de datos, el sistema de gestión de información de protección y fallos, y el sistema anti-mal funcionamiento del microordenador, lo que evita la duplicación de la recopilación de datos y ahorra inversión. c. La monitorización de todos los equipos dentro de la central eléctrica de almacenamiento de energía se realiza mediante el sistema de monitorización informática de la central eléctrica de almacenamiento de energía; no se requieren otros paneles de control ni paneles de simulación convencionales.

d. La configuración de hardware y software del sistema de monitorización informática de la central eléctrica de almacenamiento de energía debe ser compatible con la tecnología de comunicación de red y los requisitos del protocolo de comunicación.

e. La seguridad de la red del sistema de monitorización informática de la central eléctrica de almacenamiento de energía debe implementarse estrictamente de conformidad con el "Reglamento sobre la Protección de la Seguridad de los Sistemas Eléctricos Secundarios".

(3) Funciones principales. El sistema de monitoreo informático integra tecnología avanzada de hardware y software, tecnología de control automático y tecnología de comunicación en red para realizar funciones de monitoreo, control, alarma y gestión de energía en tiempo real para todos los equipos de la central, maximizando así el cumplimiento de los requisitos para un funcionamiento seguro, estable y eficiente del sistema eléctrico. El sistema se utiliza principalmente para monitorear datos de diversos equipos de medición, control, protección y otros dentro de la central de almacenamiento de energía, y puede ampliarse con funciones de aplicación avanzadas.

(4) Estructura del sistema. La estructura del sistema es una topología de red. La central de almacenamiento de energía actúa como terminal de red para el centro de control remoto, a la vez que es relativamente independiente, formando un sistema autónomo dentro de la central. Se utiliza un sistema de red abierto, distribuido y en capas para conectar los diversos dispositivos. El sistema de almacenamiento de energía electroquímica utiliza un Sistema de Gestión de Baterías (BMS) para monitorear el voltaje, la corriente, la temperatura, el estado de carga (SOC) y el estado de carga (SOH) de las baterías dentro del gabinete de almacenamiento en tiempo real. Estos datos se transmiten vía Ethernet al servidor EMS. El sistema de monitoreo recopila información del PCS y del BMS, la envía a la Unidad Central de Gestión de Control (CCM) dentro del gabinete EMS y recibe información de control de la CCM para distribuirla a cada dispositivo. El gabinete EMS está conectado a la central.Centro de control vía Ethernet.

La red dentro de la estación de almacenamiento de energía gestiona diversas solicitudes de acceso entre el servidor y las estaciones de trabajo cliente, así como la transmisión de datos desde la capa de bahía, lo que garantiza un ajuste y una respuesta rápidos de todo el sistema de almacenamiento de energía.

4.5.2 Protección de relés y dispositivos de seguridad automáticos

1. El PCS está equipado con protección anti-isla, protección contra sobrecorriente de CA, protección contra sobretensión de CA, protección contra subtensión de CA, protección contra sobrefrecuencia de CA, protección contra subfrecuencia de CA, protección contra errores de secuencia de fase, protección contra sobrecarga, protección contra sobrecorriente de CC, protección contra sobretensión de CC, protección contra subtensión de CC, protección contra inversión de polaridad de CC, protección contra cortocircuitos internos, protección contra sobretemperatura, protección de aislamiento, protección contra estado anormal del interruptor, protección contra reducción de potencia y protección del módulo de potencia (IGBT). Cuando se produce un cortocircuito en el lado de baja tensión del transformador, el PCS puede proporcionar protección rápidamente, evitando daños mayores. Para sistemas de CC, el sistema BMS cuenta con un esquema de monitorización y protección integral y riguroso.

2. Se debe instalar protección contra sobrecorriente en las líneas de 380 V de este proyecto. Si el límite de tiempo de la protección contra sobrecorriente no supera los 0,5-0,7 segundos y no existen requisitos de coordinación de protección, no se requiere protección instantánea contra sobrecorriente. Las líneas que se originan en subestaciones importantes deben estar equipadas con protección instantánea contra sobrecorriente. Cuando la protección instantánea contra sobrecorriente no pueda cumplir con los requisitos de operación selectiva, se debe instalar una protección instantánea contra sobrecorriente con un ligero retardo.

4.5.3 Medición de Electricidad

Facturación de Electricidad

Esquema de Acceso Recomendado para el Sistema Primario: Instalar un medidor de electricidad de puerta en el punto de acceso para la compensación de la facturación.

Configurar un solo medidor en el punto de facturación. El requisito de precisión del medidor de electricidad no es inferior a 0,2 S. La configuración del dispositivo de medición de electricidad debe cumplir con el "Reglamento de Gestión Técnica para Dispositivos de Medición de Electricidad" (DL/T448-2000).

Utilizar medidores eléctricos inteligentes trifásicos, que deben contar como mínimo con función de medición bidireccional de potencia activa, registro de eventos y capacidad para recopilar información como corriente, voltaje y consumo de energía. Deben ser capaces de almacenar y cargar datos, y estar equipados con una interfaz de comunicación estándar, con capacidad para comunicarse local y remotamente a través del terminal de adquisición de información eléctrica.

4.5.4 Otros

(1) Sistema Automático de Alarma contra Incendios

El contenedor del sistema de almacenamiento de energía de este proyecto está equipado con un sistema de alarma contra incendios.

En caso de incendio, la señal se transmite al detector de incendios del armario de almacenamiento de energía a través del botón de alarma automático o manual. Tras recibir la señal de incendio, el detector emite una señal de alarma. Los sistemas de protección contra incendios para otros equipos eléctricos están diseñados de acuerdo con la "Norma de Diseño de Protección contra Incendios para Centrales Térmicas y Subestaciones" GB50229-2019, el "Código Típico de Protección contra Incendios para Equipos Eléctricos" DL5027-2015 y el "Código de Diseño para Cables de Ingeniería Eléctrica" GB50217-2018.

(2) Sistema de Monitoreo de Seguridad por Video. El sistema de monitoreo de imágenes proporciona monitoreo remoto del sitio y realiza inspecciones periódicas de los equipos principales y la seguridad de la central de almacenamiento de energía. Este sistema puede grabar las escenas monitoreadas para el análisis de accidentes. El sistema de monitoreo de seguridad por video se instala principalmente en el área de almacenamiento de energía. En esta etapa, está diseñado para monitorear la central de almacenamiento de energía sin puntos ciegos; se implementará una mayor optimización en la siguiente etapa.

Este sistema de monitoreo de imágenes consta de una estación de control, cámaras, cables de video, cables de control y detectores de rayos infrarrojos. La estación de control está ubicada en la sala de control principal y consta de un controlador de microcomputadora, teclado, mouse, host de la estación de monitoreo y grabadora de disco duro. El controlador microcomputador cuenta con una interfaz de comunicación para conectarse con la computadora del departamento de despacho superior y controlar la cámara, la cámara PTZ y la conmutación de imágenes. (3) Plataforma de operación. Esta central eléctrica de almacenamiento de energía está conectada a la plataforma de monitoreo de operaciones del usuario.

4.6 Comunicación. El sistema de comunicación de la central eléctrica de almacenamiento de energía consta principalmente de tres partes: comunicación del sistema, comunicación interna y comunicación con la red pública. La función del sistema de comunicación de la central eléctrica de almacenamiento de energía es proporcionar un canal de comunicación para que el departamento competente del propietario realice la programación de la producción y la gestión moderna dentro de la central, y proporcionar canales de transmisión de información para la protección de relés, el control remoto, la medición y los sistemas de monitoreo informático. Comunicación interna.on presta servicios para la operación de producción y el control de despacho de la central de almacenamiento de energía.

Capítulo 5: Presupuesto del Proyecto

5.1 Instrucciones de Preparación

5.1 Descripción General del Proyecto: La capacidad instalada total planificada para el proyecto de almacenamiento de energía es de 250 kW/522 kWh, con un plazo de construcción de aproximadamente 2 meses.

Inversión Total Estática: USD 106.605;

Inversión Total Dinámica: USD 110.676.

5.2 Inversión Total: La inversión total se divide en inversión total estática e inversión total dinámica, donde:

La inversión total estática incluye los costos de adquisición de equipos y herramientas, los costos de construcción e instalación, los costos de construcción, los honorarios de diseño y supervisión, y los fondos básicos para contingencias.

La inversión total dinámica incluye los costos de adquisición de equipos y herramientas, los costos de construcción e instalación, los costos de construcción, los honorarios de diseño y supervisión, los fondos básicos para contingencias, los intereses del período de construcción y el capital de trabajo.

5.3 Tabla de presupuesto

Capítulo 6 Cálculo de Ingresos y Costos

6.1 Cálculo de Ingresos y Costos

La escala de esta central de almacenamiento de energía es de 250 kW/522 kWh, con un ciclo de proyecto de 15 años (las mejoras técnicas se realizarán en el noveno año, según los parámetros técnicos reales de las baterías de almacenamiento). El costo de inversión es de aproximadamente USD 109.902.

Los cálculos específicos son los siguientes:

Condiciones de cálculo: 320 días de funcionamiento al año, dos descargas y dos cargas al día. Excepto en enero, julio y agosto, cada día constará de una ronda de Carga Valle-Descarga Punta + una ronda de Carga Normal-Descarga Punta; de julio a agosto constará de una ronda de Carga Valle-Descarga Pulso + una ronda de Carga Normal-Descarga Punta; de enero constará de una ronda de Carga Valle-Descarga Punta + una ronda de Carga Normal-Descarga Pulso.

Vida útil del almacenamiento de energía: 15 años.

Se asume una eficiencia general de carga/descarga del almacenamiento de energía del 85 % (93 % de carga, 93 % de descarga), y una profundidad de descarga (DOD) del 90 %. La capacidad total instalada del almacenamiento de energía es de 522 kWh, con una capacidad de carga única de 485,46 kWh y una capacidad de descarga única de 436,91 kWh durante el primer año.

Se asume una degradación de la capacidad de las celdas del 5 % durante el primer año y del 2 % anualmente a partir de entonces.

Si la degradación de la capacidad de las celdas cae por debajo del 80 % al final del octavo año, estas se reemplazarán. A partir del noveno año, el cálculo de la degradación de la capacidad de carga/descarga del almacenamiento de energía se reiniciará hasta el final del decimoquinto año, cuando concluya el ciclo operativo del proyecto.

5. Los precios de la electricidad se basan en los precios promedio de la electricidad de enero a diciembre de 2024, a saber:

Precio de la electricidad en el período de pulso: 0,1976 USD/kWh

Precio de la electricidad en el período punta: 0,1515 USD/kWh

Precio de la electricidad en el período normal: 0,0943 USD/kWh

Precio de la electricidad en el período valle: 0,0490 USD/kWh. Los ingresos totales calculados para el proyecto de almacenamiento de energía durante el primer año son de aproximadamente 109.902 USD.

Tabla de previsión de ingresos anuales

6.2 Beneficios económicos

Inversión total: USD 109.902

Días de utilización anuales: 320 días

Vida útil: 15 años (Las actualizaciones técnicas se realizarán en el noveno año, según los parámetros técnicos reales de la batería de almacenamiento de energía. El costo de esta actualización se calcula en USD 0,056 Wh en este modelo financiero).

Costos anuales de operación y mantenimiento: Aproximadamente USD 1.385

Indicadores financieros integrales