Un hospital experimenta un corte de energía debido a una tormenta. En poco tiempo, sus baterías y generadores comenzarán a alimentar las salas de operaciones, la sala de datos y los enfriadores mientras la fuente principal está desconectada para que la energía no regrese a la línea dañada. En el momento en que la utilidad regrese, la instalación debe reconectarse a la red sin contratiempos; pero esto no sucede porque las baterías o generadores actúan solos. Esto es posible con la ayuda de equipos de conmutación junto con sistemas de control que son responsables de los dispositivos.
Puede parecer que el equipo de conmutación de microred implica un tipo especial de gabinetes. De hecho, el equipo de conmutación de microred se refiere a la disposición, clasificación y regulación de aparatos de protección eléctrica estándar en una instalación de múltiples fuentes de manera que permite una operación fluida en modo conectado a la red e isla.
En esta guía, se explicará en detalle el equipo de conmutación de microred, incluyendo la arquitectura eléctrica, la secuencia de aislamiento y conexión, las razones por las cuales las configuraciones de protección tradicionales fallan en el caso de trabajar con inversores, y los requisitos para los constructores EPC.
Entonces, ¿qué es el equipo de conmutación de microred? Es un equipo de conmutación de baja o media tensión que conecta las fuentes y cargas de la microred. Conectado al controlador de microred, el equipo de conmutación abre el circuito en caso de falla de la red y permite que las fuentes de energía locales alimenten la instalación en modo autónomo; solo después de las operaciones de sincronización, cuando todo está listo para la reconexión, el equipo de conmutación permite conectarse a la red. La diferencia con el equipo de conmutación convencional no radica en el diseño, sino en la coordinación de los aparatos de protección y conmutación en una instalación de múltiples fuentes.
¿Qué es el equipo de conmutación de microred?
Según el Departamento de Energía de EE. UU., una microred está compuesta por cargas interconectadas y recursos energéticos distribuidos contenidos en límites eléctricos específicos y es capaz de operar de manera independiente o junto a la red como un sistema funcional capaz de conectarse y desconectarse de la red (Ton y Smith, La Iniciativa de Microred del Departamento de Energía de EE. UU.). El equipo de conmutación es lo que establece los límites físicos respectivos de la microred.
Cómo se diferencia el equipo de conmutación de microred del equipo de conmutación convencional
En el caso del tipo convencional de equipo de conmutación de distribución, se asume que existe solo una fuente principal. La utilidad suministra energía a las cargas y la corriente de falla también es suministrada por la utilidad con la ayuda de protección establecida sobre esa premisa. El concepto de microred rompe las tres suposiciones mencionadas anteriormente. Así, la energía puede fluir a través del alimentador en cualquier dirección, las corrientes de falla pueden originarse de diferentes fuentes simultáneamente, y su valor cambia cuando el sitio está desconectado de la red.
El equipo en sí puede parecer similar ya que todavía comprende entradas, secciones de bus, interruptores de alimentación y relés, pero las especificaciones de rendimiento son diferentes. Cada fuente debe tener su propio interruptor y medición, el diseño del esquema de barras debe permitir agregar o eliminar fuentes, y el sistema de protección debe ser capaz de funcionar en ambos modos de operación.
El papel de los interruptores automáticos, relés y controladores de microred
Las tres capas funcionan juntas para producir una acción deseada. Los interruptores automáticos realizan la función de conmutación y activan las interrupciones por fallas. El relé de protección determina la ocasión particular en la que se debe activar el interruptor automático para despejar la falla. El controlador de microred determina cuándo cambiar entre estados, como pasar de los estados conectados a la red a los estados de isla y también qué dispositivos deben iniciarse primero. El relé realiza su acción en milisegundos mientras que el controlador gestiona la operación de todo el sitio.
Interruptores de microred de baja tensión vs media tensión
| Característica | Microred de baja tensión | Microred de media tensión |
| Voltaje típico | 400 V (IEC) o 480 V (América del Norte) | 10 kV, 11 kV, 13.8 kV, 33 kV y similares |
| Sitios típicos | Edificios comerciales, fábricas, campus, hospitales | Grandes sitios industriales, alimentadores de servicios públicos, comunidades remotas |
| Dispositivo de conmutación principal | Interruptores automáticos de aire y interruptores de caja moldeada en tableros de distribución | Interruptores automáticos de vacío en equipos de conmutación metálica |
| Protección | A menudo unidades de disparo integradas en los interruptores, más relés separados en el PCC | Relés de protección separados alimentados por CTs y VTs |
| Norma IEC principal | IEC 61439-2 | IEC 62271-200 |
Típicamente, un establecimiento comercial requiere un tablero de microred que puede ser operado con un voltaje de 400 V, mientras que para un sitio industrial se necesita un microred de 11 kV equipo de conmutación de media tensión Difieren en varios aspectos, incluidos los niveles de falla, la tecnología de ruptura, la filosofía de protección y el costo. Un diagrama genérico no puede ser entendido para ambos tipos de sitios, por lo tanto, el nivel de voltaje debe establecerse primero antes de seleccionar el equipo a utilizar.
Cómo opera el sistema de microred
A diagrama unifilar sencillo de microred para un sitio comercial o industrial regular se compone de:
Conexión de servicio a la red eléctrica en el interruptor de punto de acoplamiento común con medición de ingresos
Bus de interruptores principal, mayormente separado en secciones por interruptores acopladores de bus
Alimentador de energía solar fotovoltaica: salida del inversor que llega a través de su propio interruptor
Alimentador del sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS): salida del PCS que llega a través de su propio interruptor, la mayoría de las veces con un transformador elevador en MV
Generador entrante: interruptor con controles de sincronización
Alimentadores de carga crítica junto con alimentadores de carga no crítica (desgaste)
Controlador de microred y relés de protección que ayudan a gestionar todo lo mencionado anteriormente.
Mientras que esta dirección aquí es un diseño conceptual del diagrama unifilar de microred, debe tenerse en cuenta que un diagrama unifilar real debe incluir transformadores, PCS, puesta a tierra, puntos de sincronización y transformadores de instrumentación necesarios debido al voltaje y diseño del sistema de microred en consideración.
Red de utilidad y Punto de Acoplamiento Común (PCC)
El punto de conexión común es donde la microred se conecta a la utilidad. El interruptor PCC en el sitio se convierte en el dispositivo de conmutación más crucial. Su apertura hará la isla, y su cierre volverá a conectar a la red. Tiene, en general, los sistemas de protección, medición y enclavamiento requeridos por la compañía de servicios públicos, los ajustes de sus relés se obtienen de la aprobación de la utilidad.
Interfaces de Almacenamiento de Energía Solar PV y Batería
Los inversores fotovoltaicos y los sistemas de conversión de energía BESS se conectan a través de interruptores de alimentación dedicados. A media tensión, cada uno se conecta típicamente a través de un transformador elevador, a menudo empaquetado en una subestación compacta. La guía de Subian sobre el subestación compacta de almacenamiento de energía cubre esa interfaz en detalle. Para el equipo de conmutación, el punto importante es que las fuentes basadas en inversores se comportan de manera muy diferente a las máquinas rotativas durante fallos, lo cual se cubre en la sección de protección a continuación.
Generadores Diésel y Fuentes de Respaldo
Los generadores eléctricos producen altos niveles de corrientes de falla y regulan efectivamente la tensión y la frecuencia, simplificando así la protección en isla. Además de tener su propio interruptor de entrada, también requieren protección del generador y dispositivos de sincronización para operar en paralelo con otras fuentes o con la red eléctrica, si se permite hacerlo.
Controlador de Microred, Barras Colectoras y Cargas Críticas
Un requisito esencial para la formación de islas en microredes es la existencia de una fuente capaz de producir tensión y frecuencia de manera autónoma. Esto significa que el generador o el inversor de batería deben configurarse como uno que forme la red. La mayoría de los inversores fotovoltaicos, así como muchos inversores BESS, operan de manera que siguen la red, lo que significa que están siguiendo la tensión ya existente y no pueden realizar la formación de islas por sí solos. Agregar más interruptores no cambia la situación. El controlador trabaja controlando la isla a través del despacho de unidades de generación y reducción de carga para mantener la demanda dentro de los límites de las capacidades de la fuente que forma la red.
Conmutación de Múltiples Fuentes: Operación Conectada a la Red vs Operación en Isla
Las Cuatro Etapas de Operación
| Etapa | Acción del equipo de conmutación | Prioridad de control |
| Operación normal conectada a la red | Interruptor PCC cerrado de acuerdo con la estrategia de operación | Intercambio de energía, protección y medición |
| Fallo de la red | Disturbancia de la red detectada y el interruptor PCC abierto por lógica de protección | Prevenir la exportación no intencionada a la red de servicios públicos desenergizada |
| Operación en isla | Fuentes locales y alimentadores de carga despachados, cargas no críticas desconectadas si es necesario | Frecuencia, tensión y equilibrio de carga |
| Restauración de la red | Interruptor PCC reabierto después de que se confirmen las condiciones de reconexión | Sincronización, interbloqueos y restauración de la protección en modo de red |
Operación Típica Conectada a la Red
Con el PCC cerrado, la empresa de servicios públicos mantiene la tensión y la frecuencia. Los PV y BESS operan como recursos que siguen la red, y el controlador maneja la importación y exportación, mientras que la protección contra la gran corriente de falla entregada por la red está en su lugar.
¿Qué Esperar en Caso de un Corte de la Red de Servicios Públicos?
El sistema de protección en el PCC detecta tensión y/o frecuencia anormales y abre el interruptor en el PCC. Los recursos distribuidos no deben energizar la red de servicios públicos que ha perdido su suministro principal. IEEE 1547 define los requisitos de interconexión para recursos de energía distribuidos, incluyendo su reacción a eventos atípicos de la red y procesos de formación de islas.
Formación de Islas y Suministro de Cargas Críticas
Una vez que se forma la isla, el recurso formador de red asume el control sobre el voltaje y la frecuencia, mientras que otros recursos lo siguen, con el controlador desconectando cargas en caso de suministro insuficiente. Si las cargas críticas pasan por una interrupción depende del diseño. Los sistemas con BESS formadores de red pre-sincronizados pueden tener una operación más suave que los sistemas que esperan el arranque de generadores. Ninguna microred puede ser designada como una unidad de cero interrupciones a menos que su PCS, esquema de control y métodos de transición hayan sido probados.
Sincronización Segura y Reconexión
Cuando la utilidad regresa, el controlador espera un voltaje y frecuencia de red estables y sincroniza el voltaje, la frecuencia y el ángulo de fase de la isla con la red antes de que se cierre el interruptor PCC. Las configuraciones de protección vuelven al modo conectado a la red entonces. Los interbloqueos evitan que el PCC se cierre desincronizado, lo que podría llevar a daños en los grupos electrógenos y transformadores.
Protección de Interruptores de Microred: Por Qué las Configuraciones Convencionales Pueden Fallar
Aquí es donde los proyectos de microred a menudo fallan.
Protección contra Sobrecorriente y Fallo a Tierra
Los sistemas de relés de sobrecorriente regulares se basan en la idea de que las fallas crean corrientes mucho mayores que las cargas normales, y esto se aplica a los sistemas conectados a la red. Sin embargo, cuando se trata de sistemas de isla que utilizan solo inversores, esto puede no ser cierto. La investigación realizada en los Laboratorios Nacionales Sandia ha revelado que la tecnología de inversores típicamente tiene limitaciones que producen entre aproximadamente 1.1 a 2.5 veces la corriente nominal durante fallas y, por lo tanto, los sistemas de protección de sobrecorriente regulares pueden no operar en una microred donde la generación basada en inversores se utiliza ampliamente (Sandia, Pruebas Experimentales de Fallas en Microredes con Múltiples Inversores). Es difícil diferenciar entre la corriente de falla y las corrientes de carga cuando la corriente de falla es marginalmente mayor que la corriente de carga.
Protección Direccional para Múltiples Fuentes de Energía
Con fuentes en varios alimentadores, la corriente de falla puede llegar desde más de una dirección. Los relés no direccionales pueden entonces disparar un alimentador sano. La protección de sobrecorriente direccional permite que cada relé responda solo a fallas en su propia zona protegida, lo que mantiene la selección de disparo.
Protección Adaptativa en Modos Conectados a la Red e Isleados
Debido al hecho de que el nivel de falla en ambos modos de operación difiere significativamente, muchas microredes dependen de la protección adaptativa, en la que cada relé de protección contiene grupos de configuración separados. La selección del grupo activo se basa en el estado del controlador o del interruptor PCC, lo que hace necesario usar valores de activación más bajos durante el modo de operación de isla. La comunicación debe ser confiable en esquemas adaptativos y debe ser confirmada durante el proceso de puesta en marcha.
Verificación de Sincronismo e Interbloqueos de Reconexión
Los relés de verificación de sincronismo supervisan cada interruptor que puede conectar dos sistemas en vivo: el PCC, los entrantes del generador y, en algunos diseños, los acopladores de bus.
| Función de protección | Código ANSI | Propósito principal en una microred |
| Sobrecorriente de fase | 50/51 | Protección contra fallos de fase, con configuraciones dependientes del modo |
| Fallo a tierra | 50N/51N | Protección contra fallos a tierra, sensible a la disposición de puesta a tierra en cada modo |
| Sobrecorriente direccional | 67 | Discriminación de dirección de falla con múltiples fuentes |
| Sub/sobrevoltaje | 27/59 | Detección de voltaje anormal, incluyendo en el PCC |
| Sub/sobrefrecuencia | 81U/81O | Detección de frecuencia anormal, soporte para detección de islas |
| Verificación de sincronismo | 25 | Permite cerrar dos sistemas en vivo solo dentro de límites establecidos |
| Potencia inversa o direccional | 32 | Límites de exportación y protección de dirección de potencia |
Cuál relé de protección de microred las funciones necesarias, cómo se configuran y si pueden detectar corrientes de falla bajas deben provenir de un estudio de coordinación de protección para el sistema específico. Una lista de códigos ANSI es un punto de partida para el estudio, no un sustituto del mismo.
Equipos de conmutación de microred vs ATS vs Unidad de Anillo Principal
Interruptor de Transferencia Automática para Suministro de Respaldo
Un interruptor de transferencia transfiere automáticamente la electricidad de la fuente regular a la fuente de respaldo y viceversa. Conecta un bus de carga a dos fuentes, pero no gestiona la generación de PV, almacenamiento o exportación a la red eléctrica. Es posible integrar un interruptor de transferencia de microred operación en una microred; por lo tanto, un ATS no puede ser llamado una microred en sí misma.
RMU para Distribución de Media Tensión
Una unidad de anillo principal conmutan y aíslan alimentadores de MT y protegen transformadores de distribución, generalmente con interruptores de carga y fusibles o pequeños interruptores automáticos. Esta unidad sobresale en lo que hace, pero no está diseñada para coordinación de múltiples fuentes o protección adaptativa.
Equipos de conmutación de microred para Coordinación de Múltiples Fuentes
| Característica | ATS | Unidad de anillo principal | Equipos de conmutación de microred |
| Trabajo principal | Transferir una carga entre dos fuentes | Conmutación de anillo de MT y protección de transformadores | Conectar, aislar y proteger varias fuentes y cargas |
| Número de fuentes | Dos | Generalmente una red upstream | Varias, incluyendo red, PV, BESS y generadores |
| Aislamiento con control de exportación | No | No | Sí, bajo un controlador de microred |
| Protección | Básico | Fusibles o relés de interruptores | Coordinados, a menudo adaptativos y direccionales |
Los tres no son mutuamente excluyentes. Un proyecto puede usar RMUs en su anillo de MT, ATS para cargas pequeñas de seguridad vital y equipos de conmutación de microred en el bus principal.
Siemens, Schneider y Eaton: Arquitecturas de Conmutación de Microred
Diferentes fabricantes ofrecen varios paquetes. El contenido público sobre este producto ofrece una visión general de las diversas opciones para su construcción.
Tableros de Conmutación Integrados de Microred de Siemens
El 29 de octubre de 2026, Siemens lanzó su Tablero de Conmutación Integrado de Microred (MIS) que tiene las funciones integradas de potencia, protección y controles de microred. El sistema emplea un controlador SICAM A8000, protecciones de relé SIPROTEC y construcción UL 891 en el proceso. La empresa afirma que mejora la coordinación entre la utilidad, generador, paneles solares y almacenamiento de baterías, incluyendo aislamiento, arranque en negro y respuesta a la demanda. Afirma que el proceso de diseño del equipo se traslada del sitio de construcción a la fábrica.
Schneider Electric EcoStruxure Microgrid Flex
Schneider Electric EcoStruxure Microgrid Flex es comercializado por la empresa como una solución estandarizada, que combina almacenamiento de baterías, software, análisis y Centro de Control de Energía (ECC). Tiene como objetivo reducir el período de tiempo entre la especificación y la puesta en marcha.
Soluciones de Microred Power Xpert de Eaton
Eaton afirma proporcionar el controlador de microred Power Xpert, que ayuda a automatizar la secuenciación de cargas y fuentes. La empresa ha publicado su caso sobre el uso de tableros de microred en el hospital.
Integración de hardware vs Arquitectura basada en controladores
| Enfoque | Cómo funciona | Fortalezas | Compensaciones |
| Tablero integrado | Controlador, relés y distribución construidos y probados como una unidad de fábrica | Menos integración en el sitio, puesta en marcha más rápida | Mejor adaptado a configuraciones estándar |
| Basado en controlador | Controlador separado supervisa el equipo de conmutación de uno o más proveedores | Flexible para sitios complejos, MV o de modernización | Más ingeniería de sitio y pruebas de integración |
El Sistema de Producto de Interruptores de Baja Tensión de Mitsubishi Electric ofrece una variedad de opciones para productos de tableros de baja tensión. Siemens utiliza configuraciones de interruptores hechas según las especificaciones IEC, junto con el uso de un controlador separado y un mecanismo de relé, mientras que Subian Electric es un fabricante independiente y no tiene afiliación con Siemens, Schneider Electric o Eaton.
Regulaciones IEC e IEEE Relacionadas con Interruptores en Microredes
El primero es IEC 61439-2, norma para interruptores eléctricos de baja tensión y conjuntos de control. Estos tableros de baja tensión actúan como los busbars principales para la mayoría de las microredes modernas.
La segunda norma es IEC 62271-200, que se refiere a interruptores de CA cerrados en metal para voltajes de servicio que superan 1 kV y alcanzan hasta 52 kV. Esta norma se refiere a interruptores para microredes de media tensión.
La norma IEEE 2030.7-2017 trata sobre las particularidades de operación de los controladores de microredes, centrándose en sus dos funciones principales: la transición entre condiciones de operación y el despliegue de activos de microredes.
La última norma, IEEE 2030.8-2018, se concentra en probar los controladores de microredes en relación con las funciones mencionadas anteriormente.
IEEE 1547-2018 se ocupa de las interconexiones y la interoperabilidad de los recursos energéticos distribuidos conectados a la red.
Estas normas son de diferentes niveles. Un tablero construido de acuerdo con la IEC 61439-2 no es necesariamente un controlador de microredes, y un controlador de microredes conforme a la norma IEEE 2030.7 no prueba que el equipo de conmutación instalado a su alrededor esté clasificado correctamente. Una microred completamente desarrollada requiere equipos conformes de todos los niveles y una prueba del sistema.
Interruptores de Microred para Aplicaciones Solares, BESS e Industriales
Microredes de Energía Solar PV con Almacenamiento de Energía en Baterías
Las microredes de energía solar PV y almacenamiento de energía en baterías (BESS) dependen en gran medida del inversor, lo que significa que en modo isla, el Sistema de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS) actúa como la fuente de energía de la red, mientras que solo la ocurrencia de corriente de falla plantea desafíos para la protección. El equipo utilizado en el BESS también debe hacer frente al flujo de energía en ambas direcciones a través del interruptor de circuito de alimentación.
Entornos Industriales y Cargas Esenciales
Las instalaciones con maquinaria pesada necesitarán tener estándares de interruptores y generación de energía adecuados para las cargas durante la operación del motor en modo isla. Desconectar cargas ayuda a asegurar que las cargas puedan operar a pesar de los cambios que puedan ocurrir.
Áreas Remotas y Sistemas de Energía Fuera de la Red
Si no hay conexión a la red eléctrica local, el sistema permanecería en modo isla. A pesar de que el punto de acoplamiento común (PCC) desaparezca, los dispositivos de protección y el programa de despacho seguirán en uso.
Microredes Comerciales y de Campus
Los hospitales, instalaciones de TI, universidades y universidades pueden tener sus propios sistemas de suministro de energía en forma de instalaciones locales de producción de energía renovable, Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS) y generadores para permitir la operación ininterrumpida del sistema.
Cómo Especificar el Interruptor de Microred para un Proyecto EPC
Voltaje, Corriente de Barra Colectora y Clasificaciones de Cortocircuito
Al determinar la clasificación para las barras colectoras, se debe evaluar la salida combinada máxima de todas las fuentes y no solo la salida de la utilidad.
La clasificación para la resistencia al cortocircuito también debe hacerse conocida en lo que se considera el peor escenario, que probablemente es cuando todas las máquinas en operación están conectadas a la utilidad.
Número de Fuentes de Entrada y Configuración de Interruptores
Para cada fuente de energía y cada grupo de carga que debe ser encendido o apagado por el controlador, se debe determinar el número de interruptores automáticos. Además, se debe hacer una previsión para futuras adiciones de sistemas fotovoltaicos u otros sistemas de almacenamiento en el diseño del sistema.
Tomar una decisión sobre si es necesario un acoplador de barra para separar cargas críticas.
Requisitos de Relé de Protección y Comunicación
Las funciones de los relés de protección, grupos de configuración para cada modo operativo y métodos de comunicación desde los relés de protección al controlador y SCADA, como IEC 61850 o Modbus, deben definirse en el diseño de control del proyecto.
Interbloqueo, Pruebas y Puesta en Marcha
El diseño de control del proyecto debe definir y establecer los interbloqueos eléctricos y mecánicos en el PCC, generador y los interruptores automáticos del acoplador de barra. También se deben especificar las pruebas de aceptación en fábrica y las pruebas en sitio para cada estado transicional: conexión a la red, aislamiento y arranque en negro.
Lista de Verificación de RFQ para Proveedores de Interruptores de Microred
| Artículo | Qué proporcionar o especificar |
| Diagrama unifilar del sistema | Todas las fuentes, cargas, transformadores y ubicación del PCC |
| Voltaje y frecuencia | Voltaje nominal, voltaje más alto para equipos, 50 o 60 Hz |
| Fuentes | Tipo y clasificación de cada fuente: utilidad, PV, BESS, generador; cuál es formador de red |
| Clasificaciones | Corriente de barra colectora, resistencia al cortocircuito, clasificaciones de interruptores para cada vía |
| Puesta a tierra | Puesta a tierra del sistema en modos conectados a la red e aislados |
| Protección | Funciones del relé, grupos de configuración, resultados del estudio de coordinación |
| Controles y comunicación | Alcance del controlador y proveedor, protocolos, interfaz SCADA |
| Secuencias de operación | Aislamiento, reconexión, reducción de carga y lógica de arranque en negro |
| Normas y pruebas | IEC 61439-2 o IEC 62271-200, criterios de aceptación en fábrica y en sitio |
| Entorno y recinto | Interior o exterior, clasificación IP, rango ambiental, altitud |
Interruptores de Media Tensión y Baja Tensión de Subian Electric
Subian Electric fabrica el hardware de interruptores que forma la columna vertebral de un microgrid basado en IEC: los entrantes, alimentadores, secciones de bus y compartimentos de protección. Los controladores y esquemas de protección se especifican para cada proyecto con el integrador del sistema.
KYN28A-12 para Aplicaciones de Alimentador y Interruptor MV
El Interruptor metálico extraíble KYN28A-12 es un diseño metálico de 12 kV, 50 Hz con interruptores de circuito de vacío extraíbles y bloqueo de cinco prevenciones. En un microgrid MV, se adapta al entrante PCC, generador y entrantes BESS, y alimentadores salientes, con el esquema de relé configurado para cada proyecto. Puede combinarse con el de Subian interruptor de circuito de vacío VS1 interior. Donde un anillo MV distribuye energía alrededor de un sitio, el unidad de anillo HXGN15-12 puede servir a los alimentadores del transformador.
GCS y MNS para Sistemas de Distribución LV
Para microgrids de baja tensión, el equipos de conmutación de baja tensión GCS extraíbles (380/660 V, hasta 4000 A) y el interruptor de baja tensión MNS extraíble (380/660 V, hasta 6300 A) están construidos según IEC 61439 y GB 7251. Sus unidades funcionales extraíbles hacen práctico asignar caminos separados a circuitos de utilidad, PV, BESS, generador y carga crítica.
Interfaces de Ingeniería para Integración de Microgrid
Donde las fuentes se conectan a MV, el de Subian subestación prefabricada serie YB combina el transformador con equipos MV y LV en un solo recinto. Para cada proyecto, Subian construye el interruptor según el diagrama unifilar aprobado, con compartimentos de interruptores, provisiones de CT y VT, cableado auxiliar y bloqueos preparados para los relés de protección y el controlador especificados por el diseñador del sistema. La gama más amplia se enumera bajo interruptores de alta y baja tensión.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es el interruptor de microgrid?
Los interruptores de escalado y aislamiento y los dispositivos de protección de tipo LV y MV conectan fuentes de energía y puntos de carga del microgrid que están bajo el control del gerente del microgrid.
¿Cómo funciona el interruptor de microgrid?
Los interruptores vinculan cada grupo de fuente y carga a un bus común. Las condiciones de falla son despejadas por relés, mientras que el controlador abre el interruptor PCC, en casos de falla de la red, opera fuentes locales en modo isla y las reconecta a la red después de sincronizarlas.
¿Puede un microgrid operar sin la red de utilidad?
Sí, es cierto si posee una fuente que puede determinar voltaje y frecuencia – por ejemplo, un generador o inversor de batería formador de red – un nivel de potencia suficiente para permitir las cargas críticas, y protección que maneje los niveles de falla de isla.
¿Cuál es la diferencia entre el interruptor de microgrid y un ATS?
Un ATS transfiere una carga entre dos fuentes. El interruptor de microgrid coordina varias fuentes y cargas, controla la exportación a la red y apoya la formación de islas y la reconexión bajo un controlador.
¿Cómo cambia la protección de microgrid durante la formación de islas?
La corriente de falla generalmente disminuye, a veces a solo 1.1 a 2.5 veces la corriente nominal de fuentes de inversor, por lo que los relés a menudo cambian a grupos de configuración más sensibles y dependen más de funciones direccionales, de voltaje y frecuencia.
¿Necesita un microgrid un inversor formador de red?
Necesita una fuente que forme la red para operar como una isla. Esa puede ser un inversor que forme la red, generalmente en un BESS, o un generador sincrónico. Los inversores fotovoltaicos que siguen la red no pueden formar una isla por sí solos.
¿Cuál es el punto de acoplamiento común en una microred?
Es el punto donde la microred se conecta a la red de servicios públicos. El interruptor PCC se abre para formar una isla y se cierra para reconectar, bajo protección y controles de sincronización aprobados por la utilidad.
¿Qué normas se aplican al equipo de conmutación de microred?
IEC 61439-2 para ensamblajes de LV, IEC 62271-200 para equipos de conmutación metálicos de MV, IEEE 2030.7 y 2030.8 para controladores de microred y sus pruebas, e IEEE 1547 para interconectar recursos energéticos distribuidos.
Referencias
- Departamento de Energía de EE. UU.: La Iniciativa de Microred del Departamento de Energía de EE. UU. (Ton y Smith)
- Laboratorios Nacionales de Sandia: Pruebas experimentales de fallos en microredes con múltiples inversores
- NREL: Aspectos destacados de la Norma IEEE 1547-2018
- Norma IEEE 2030.7-2017 para la Especificación de Controladores de Microred
- Norma IEEE 2030.8-2018 para la Prueba de Controladores de Microred
- IEC 61439-2:2020 Conjuntos de equipos de conmutación y control de potencia
- IEC 62271-200:2021 Equipos de conmutación metálicos de CA por encima de 1 kV y hasta 52 kV
Conclusión
Equipos de conmutación de microred se determina por su funcionamiento más que por su forma física; debe ser capaz de transmitir electricidad desde varias fuentes en ambas direcciones, desconectarse de la red de manera segura cuando sea necesario, alimentar aplicaciones críticas insuficientemente suministradas cuando esté aislado de la red y luego reconectarse a ella siguiendo normas de seguridad. La operación sigue de la existencia de una fuente de energía que forme la red, un dispositivo de protección que no se apague debido a los límites del inversor y un controlador.
Puntos clave a tener en cuenta:
El interruptor de circuito PCC define la operación de la isla, mientras que todo lo demás depende de sus medios de protección y control.
La isla debe estar provista de una fuente de energía que forme la red; los interruptores de circuito no son suficientes para esto.
La corriente del inversor en el momento de la falla no excede de 1.1 a 2.5 de su corriente nominal; por lo tanto, la protección de la microred debe tener configuraciones especiales dependiendo del modo de operación y debe ser verificada a través de algún estudio de coordinación.
Un ATS, un RMU y un el equipo de conmutación de microred sirven para diferentes propósitos pero pueden ser utilizados en el mismo proyecto.
Hable sobre la microred de LV y MV por separado, asegurándose de que las clasificaciones, procedimientos operativos y criterios de prueba se proporcionen en la RFQ.
Subian Electric es un socio confiable para diseñar el equipo de conmutación de microred según sus diagramas de conexión, contacte a Subian Electric si hay una lista de las fuentes de energía, nivel de voltaje y requisitos de protección. El departamento de ingeniería aprobará el diseño y le enviará los planos y una cotización para el equipo de conmutación.