Guía rápida para sacarle el máximo provecho al diseño de estaciones de interconexión en RatedPower.
Este artículo explica cuáles son las diferentes estaciones de interconexión disponibles en RatedPower y cómo personalizarlas.
- Si quieres aprender más sobre los diferentes esquemas de interconexión que puedes definir conectando estas estaciones, echa un vistazo a este artículo.
- En nuestra metodología de estaciones de interconexión, encontrarás información detallada sobre cómo dimensionamos y calculamos la subestación.
RatedPower ofrece dos formas de diseñar la ingeniería básica de las estaciones de interconexión 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 informe detallado. Cada uno de los componentes de la estación 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.
En este artículo, proporcionaremos más detalles sobre los tres tipos de estaciones de interconexión que puedes definir en RatedPower:
- Centro de seccionamiento (SBS)
- Subestación (ST)
- Subestación colectora (ST)
- La diferencia principal entre un SBS y un ST es que un SBS no incluye un transformador de potencia para elevar la tensión.
- La diferencia principal entre una subestación y una subestación colectora es que una subestación tiene líneas de media tensión (MV) de entrada, mientras que una subestación colectora tiene líneas de alta tensión (HV) de entrada.
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. Se utiliza para recoger las distintas líneas de media tensión provenientes de los centros de transformación (CT) en el campo, reduciendo así el número de líneas de salida.
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.
RatedPower determina el número de contenedores basado en las siguientes reglas:
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La capacidad de cada contenedor debe ser inferior a 100 MVA.
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La corriente total de cada contenedor debe ser 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 igual o inferior a 45 kV.
En la tabla a continuación se muestran los límites aproximados de capacidad de un solo contenedor de SBS:
| 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 |
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").
Para cada subestación, RatedPower determinará automáticamente, por defecto, los siguientes elementos:
- Esquema de la subestación
- Tipo de transformador
- Tamaño del transformador
- Bahías de salida (solo para instalaciones de nivel de voltaje más alto)
Cada uno de estos elementos también puede ser seleccionado manualmente por el usuario. Vamos a profundizar en los detalles de cada opción.
Esquema de la subestación
Los tipos de disposición de subestación entre los que puedes elegir son:
- 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.
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
Tipo de transformador
Es posible elegir entre un transformador de 2 devanados y un transformador de 3 devanados. RatedPower te recomendará la mejor opción basada en la capacidad de la planta.
Tamaño transformador
Puedes especificar ya sea la capacidad del transformador o el número de bahías del transformador.
- Si introduces la capacidad del transformador, RatedPower calculará el número de transformadores necesarios para evacuar la potencia a través del ST.
- Si introduces el número de bahías, RatedPower determinará la capacidad del transformador de potencia, al mismo tiempo que te proporcionará un valor recomendado, así como un valor mínimo y máximo para que puedas introducirlo y que tu equipo de protección pueda soportar la corriente que fluye.
En ambos casos, puedes especificar la impedancia de cortocircuito del transformador de potencia, la cual se aplicará a todos los transformadores de tu subestación. RatedPower te recomendará el mejor valor estándar disponible.
Si se dimensiona por el número de bahías, el número real al generar el diseño puede ser diferente al definido debido a incompatibilidades eléctricas.
Bahías de salida
Esta opción se refiere al número de bahías de salida desde la subestación hacia una subestación de agrupamiento o la red eléctrica. RatedPower te proporcionará un valor recomendado, así como un mínimo y máximo para que tu equipo de protección pueda manejar la corriente.
En esquemas que incluyan una subestación colectora o con un esquema de "línea hacia el transformador", esta opción estará deshabilitada, ya que el número de bahías de salida estará fijo en 1.
¿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.
Subestación colectora
Una subestación colectora se utiliza para elevar aún más la tensión desde el nivel de la subestación al nivel requerido para conectar con la red eléctrica.
Es similar a una subestación, excepto en las bahías de entrada, donde en lugar de líneas de media tensión (MV), hay líneas aéreas de alta tensión (HV) provenientes de la subestación.
Se aplican las mismas reglas y opciones que se utilizan para las subestaciones normales.
Resumen
Demasiada información, ¡Quédate con las siguientes ideas en mente!
- Podemos dimensionar la instalación de interconexión de acuerdo con el estándar IEC o IEEE.
- Puedes usar centros de seccionamiento (SBS), subestaciones (ST) y subestaciones colectoras (ST)
- RatedPower determina automáticamente el número de contenedores que se colocarán dentro del área de SBS y los dimensiona automáticamente.
- El número de contenedores SBS se determina considerando que la capacidad de cada contenedor debe ser inferior a 100 MVA, su corriente total debe ser inferior a 2100 A, y la media tensión, menor o igual a 45 kV.
- Finalmente, la disposición de la subestación y subestación colectora 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.