Guía rápida para sacarle el máximo provecho a la herramienta de diseño de subestaciones en RatedPower.
RatedPower ofrece dos formas de diseñar la ingeniería básica de la subestación elevadora de tu planta fotovoltaica, ya sea de forma automática o manual definiendo unos pocos parámetros relacionados. En apenas un par de minutos, obtendrás un diagrama unifilar completo y un reporte detallado. Cada uno de los componentes de la instalación es calculado considerando las características de tu planta fotovoltaica y en conformidad con los requerimientos de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) o, si lo de deseas, del estándar IEEE.
Centro de seccionamiento
El centro de seccionamiento o centro de maniobra y seccionamiento consiste en un número de celdas que permiten modularidad. El diseño modular de esta instalación permite su adaptación a la red y la sustitución de los módulos sin tener que interrumpir el suministro. Cada módulo incluye distintos equipos de protección y medida dependiendo del tipo de celda.
En general, un centro de seccionamiento está formdo por celdas de alimentación y, por otras celdas para medir la tensión o la corriente (celdas de medición) o para proteger la subestación contra sobretensiones o fallos (celdas de protección de fusible o disruptor).
¿Cuándo debo elegir el centro de seccionamiento?
El centro de seccionamiento es la solución perfecta para conectar la planta FV a redes de distribución de media tensión cuando no es necesario instalar transformadores elevadores de potencia. Es decir, el centro de seccionamiento trabaja al mismo nivel de tensión que la planta FV y la red de distribución.
El nivel de tensión de la red de distribución depende de algunos parámetros locales, pero es común utilizar un centro de seccionamiento cuando el nivel de interconexión es entre 24 y 36 kV.
No puedo seleccionar el centro de seccionamieto. ¿Cómo puedo habilitar esta opción?
Tu diseño debe cumplir con tres requisitos para que la opción "Centro de Seccionamiento" esté habilitada:
-
La capacidad instalada de la planta fotovoltaica + BESS es inferior a 100 MVA.
-
La corriente total de la planta FV + bESS es inferior a 2100 A. Puedes calcular la corriente total de tu planta fotovoltaica utilizando la siguiente fórmula:
Dónde: I es la corriente de la planta + BESS (en A), S es su capacidad (en VA), y U es el nivel de media tensión (en V). - El nivel de media tensión es inferior a 50 kV.
En la siguiente tabla se indica la máxima capacidad instalada permitida por cada sistema de media tensión para que se habilite la opción del centro de seccionamiento.
| Sistema de Media Tensión | Capacidad Instalada |
| 11.5 kV | Hasta 24.5 MVA |
| 16 kV | Hasta 34.5 MVA |
| 20 kV | Hasta 43 MVA |
| 24 kV | Hasta 51.5 MVA |
| 30 kV | Hasta 100 MVA |
| 36 kV | Hasta 100 MVA |
| 45 kV | Hasta 100 MVA |
Mi planta fotovoltaica cumple con ambos requisitos y la opción sigue deshabilitada...
En algunos casos, a pesar de que la planta FV cumpla con los tres criterios, la tarjeta del centro de seccionamiento sigue deshabilitada. En general, esto pasa cuando la corriente total es cercana a 2100 A y el perímetro de la planta FV es irregular o la planta está rotada respecto a la dirección N-S.
Esto ocurre cuando la opción de capacidad máxima está seleccionada. Cuando elegimos la opción de capacidad máxima, RatedPower no puede calcular la capacidad instalada exacta. En cambio, lo que hace es estimar una capacidad en función del tipo de estructura, la distancia pitch y el área total. Esta estimación resulta en la desactivación de la opción del centro de seccionamiento a pesar de que se cumplen sus tres requisitos.
Sin embargo, ¡hay una solución simple para esto!
Simplemente tenemos que ir a la pestaña "Layout", seleccionar Capacidad Específica e introducir la cantidad de inversores que necesitamos en nuestra planta fotovoltaica.
De esta manera, RatedPower puede saber la capacidad exacta instalada de la planta FV y por lo tanto, la opción del centro de seccionamiento ya se habilita.
Subestación
Para conectar una planta solar fotovoltaica a redes de distribución o transmisión (46 - 550 kV), es necesario aumentar el nivel de tensión de media a alta tensión. El propósito de una subestación es convertir tensiones bajas en tensiones altas, o viceversa, utilizando transformadores de potencia.
Una decisión importante que se toma en la fase de planificación/concepto es el tipo de equipo que se utilizará para la subestación. Hay tres tipos de equipos disponibles para elegir:
- Aparamenta aislada en aire (AIS)
- Aparamenta aislada en gas (GIS)
- Aparamenta de tecnología mixta (MTS)
Actualmente, la solución de RatedPower define una aparamenta aislada en aire (air-insulated substation "AIS").
Además, RatedPower, por defecto, elegirá automáticamente el tipo de la subestación entre las siguientes:
- Línea-trafo. La subestación de línea-trafo conecta la planta fotovoltaica a la red directamente sin el uso de una barra colectora. Destaca por ser el diseño de subestación más sencillo.
- Simple barra. Un embarrado posibilitará la conexión de varias posiciones de transformador con varias posiciones de línea.
- Doble barra. Dos embarrados posibilitarán la conexión de varias posiciones de transformador con varias posiciones de línea. Así, se incrementa la seguridad del suministro y se mejora la disponibilidad durante los períodos de mantenimiento.
No obstante, el usuario puede decidir seleccionar manualmente el tipo de la subestación.
¿Cuándo debo elegir la subestación?
La subestación se utiliza para conectar la planta fotovoltaica a redes de distribución o transmisión de alta tensión. El nivel de tensión de la planta fotovoltaica se incrementará a un nivel de alta tensión para facilitar la transmisión de la corriente eléctrica.
El nivel de alta tensión preferido de las redes de distribución y transmisión dependerá del país del proyecto. No obstante, es común utilizar una subestación cuando el nivel de interconexión es entre 46 kV y 550 kV.
Cuando elijo una subestación, ¿cómo puedo elegir el tipo de barra?
Tienes la posibilidad de elegir manualmente entre una subestación de simple barra o una de doble barra.
Sin embargo, existe una opción que define automáticamente la disposición de la subestación. Pero, ¿cómo saber qué tipo elige RatedPower?
La disposición de la subestación dependerá de varios criterios, como las corrientes admisibles y de cortocircuito que podrían fluir por cada posición de transformador, la impedancia de cortocircuito de los transformadores de potencia y la capacidad de conducción de corriente de los cables.
Sin embargo, se puede realizar una estimación simple para averiguar el tipo de subestación elevadora. Aquí está nuestro llamado "método 2500 A".
Este método sirve como una aproximación, pero aún puede darnos una idea rápida de qué tipo de subestación elevadora tenemos.
| Nivel de MT | 20 kV | 20 kV | 20 kV |
| Capacidad instalada | 80 MVA | 100 MVA | 275 MVA |
| Corriente total | 2300 A < 2500 A | 2500 A < 2880 A < 3 * 2500 A | 3 * 2500 A < 7930 A |
| Tipo de subestación elevadora | Línea-trafo | Simple barra | Doble barra |
Para calcular la corriente total, aquí hay un ejemplo para la planta fotovoltaica de 80 MVA:
80 MVA * 10^6 / (20 kV * 10^3 * raíz(3)) = 80 MVA * 10^6 / (35 * 10^3 ) = 2300 A
Resumen
Demasiada información, ¡Quédate con las siguientes ideas en mente!
- Podemos dimensionar la instalación de interconexión de acuerdo con el estándar IEC o IEEE.
- Utilizamos el centro de seccionamiento cuando la planta fotovoltaica está interconectada a redes de distribución de MT de hasta 45 kV.
- Para habilitar el centro de seccionamiento, la capacidad instalada de la planta fotovoltaica + BESS debe ser inferior a 100 MVA, su corriente total debe ser inferior a 2100 A y la media tensión inferior a 50 kV.
- Si la tarjeta del centro de seccionamiento está desactivada, vamos a Eléctrico > Requisitos de Potencia y definimos una Capacidad Específica en lugar de usar la opción Capacidad máxima.
- Conectamos la planta fotovoltaica a redes de distribución o transmisión de AT desde 46 kV hasta 550 kV seleccionando la subestación elevadora.
- Finalmente, la disposición de la subestación se define automáticamente de la manera más óptima. Sin embargo, para tener una idea de la disposición de tu subestación, puedes aplicar nuestro llamado "método 2500 A".
No dude en ponerse en contacto con nosotros a través de support@ratedpower.com si tiene alguna otra pregunta.