O impacto da energia solar e do armazenamento no fator de potência
Indústria fotovoltaica (PV)os profissionais estão bem cientes da relação entre integração solar e fator de potência da rede. Quando um sistema fotovoltaico-ligado à rede é instalado, ele compensa a carga local injetando energia ativa. Como a instalação consome menos energia ativa (P) da rede elétrica, enquanto sua demanda de energia reativa (Q) permanece inalterada, o fator de potência geral da rede (PF) cai. Para contrariar esta situação, os engenheiros devem recalcular o défice de potência reativa e aumentar a capacidade dos Geradores Estáticos de Var (SVGs) ou bancos de condensadores.
No entanto, a introdução de Sistemas de Armazenamento de Energia (ESS) acrescenta uma nova camada de complexidade. Surge a questão principal: A adição de um ESS exige um reajuste do sistema existente de compensação de potência reativa? Para responder a isso, devemos analisar o sistema tanto do ponto de vista de faturamento-de longo prazo quanto de um ponto de vista operacional-em tempo real.
Balanço Teórico e Layout de Topologia
De uma perspectiva puramente teórica e regulamentar, um sistema de armazenamento de energia funciona num ciclo de carga e descarga iguais. Como as empresas de serviços públicos normalmente avaliam o fator de potência mensalmente com base na energia ativa e reativa total acumulada, o impacto líquido da ESS no fator de potência mensal é teoricamente neutro.
Para garantir um controle preciso sob essa lógica, os pontos de amostragem e de{0}conexão à rede para um sistema de-baixa tensão devem ser posicionados estrategicamente. O layout de topologia ideal deve definir claramente a relação espacial entre quatro nós críticos: o principal ponto de medição da concessionária (o gateway), o ponto de conexão-da rede ESS, o ponto de amostragem-de compensação de potência reativa de baixa tensão e o ponto de conexão-da rede fotovoltaica. O posicionamento adequado desses pontos de amostragem garante que o controlador de compensação possa distinguir com precisão entre flutuações de carga e operações de armazenamento.
Mudanças-dinâmicas em tempo real e soluções de-tensão média
Durante os ciclos de carga e descarga, mudanças rápidas na potência ativa causam flutuações transitórias no fator de potência entre o ponto de conexão do ESS e o gateway principal da concessionária. Durante a descarga, a potência ativa local da rede diminui enquanto a potência reativa permanece constante, fazendo com que o fator de potência caia. Por outro lado, durante o carregamento, a potência ativa retirada da rede aumenta, aumentando temporariamente o fator de potência.
ESS Discharging: Active Power ↓ , Reactive Power ↔ =>Fator de Potência ↓
ESS Charging: Active Power ↑ , Reactive Power ↔ =>Fator de potência ↑
Para sistemas de armazenamento de energia de média-tensão (10kV/35kV)-ligados à rede, essas quedas-em tempo real durante a descarga podem degradar gravemente a qualidade da energia local. Assim como os sistemas fotovoltaicos de média-tensão, é altamente recomendável instalar um SVG no barramento de média-tensão para compensação dinâmica de potência reativa. Embora um Sistema de Gestão de Energia (EMS) pudesse teoricamente despachar o Sistema de Conversão de Energia (PCS) de armazenamento para injetar energia reativa, isso aumenta as perdas de cobre e ferro do ESS, reduzindo, em última análise, a receita do ciclo de vida do projeto.