Microrred solar-diésel-almacenamiento para una planta metalúrgica en el Congo

Situada en la ciudad de Kolwezi, provincia de Lualaba, en África Central, esta planta metalúrgica buscaba mejorar su eficiencia energética pasando de un sistema eléctrico dependiente del diésel a una microrred integrada FV-diésel-almacenamiento. El proyecto pretendía ofrecer una red de distribución sólida, aprovechar el potencial de las renovables, mejorar la continuidad del suministro y reducir los costes energéticos globales.

• Suministro eléctrico inestable — La planta utiliza 20 generadores diésel de 1,8 MW debido a un acceso a la red poco fiable y a una potencia de acometida limitada. La red pública sufría cortes frecuentes: más de diez al día, de entre 10 y 30 minutos cada uno.

• Mala calidad de suministro y baja fiabilidad del sistema — Como fuente principal de energía, los generadores de fuelóleo pesado ofrecían una mala calidad de suministro y provocaban con frecuencia situaciones de subfrecuencia o sobrefrecuencia que causaban disparos, cortes y largos tiempos de restablecimiento. Cuando la carga de la planta superaba la capacidad de los generadores, se producía una parada total de todos los equipos conectados a las barras, lo que prolongaba aún más la recuperación.

• Elevados costes de operación del diésel — La dependencia continua de la generación diésel elevó el gasto eléctrico a niveles insostenibles y mermó considerablemente los resultados económicos de la planta.

Para afrontar estos retos, Sieyuan Electric suministró una solución completa de microrred compuesta por un sistema de almacenamiento de energía grid-forming (GFM-BESS) de 6,68 MW / 13,36 MWh, un sistema de gestión energética de la microrred (EMS), un controlador coordinado de microrred (MGCC) y servicios de simulación del sistema.

El sistema admite varios modos de control, como generador síncrono virtual (VSG), tensión/frecuencia (VF), potencia (PQ) y seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). La estrategia optimizada de despacho de energía reduce el consumo anual de diésel y rebaja sustancialmente el coste nivelado de la electricidad (LCOE). El diseño del sistema tiene en cuenta la distribución local del recurso solar y las características de fluctuación de la carga para garantizar un suministro continuo y estable acorde con la creciente demanda productiva de la planta.

Sieyuan aplicó diversos diseños a medida y tecnologías avanzadas para adaptarse a las condiciones locales y a los exigentes requisitos del proyecto en cuanto a adaptabilidad a la red, adaptabilidad ambiental, fiabilidad de los equipos, protección contra incendios y seguridad operativa.

• Planificación y simulación integrales — En la fase inicial del proyecto, Sieyuan realizó un modelado y una simulación basados en el perfil de carga para determinar la capacidad de FV y BESS, adaptar las estrategias de control y analizar la estabilidad del sistema, garantizando un funcionamiento seguro, estable y eficiente de la microrred en todos los escenarios.

• Cartera completa de productos clave propios — Los productos propios de Sieyuan, como el EMS, el MGCC, el GFM-BESS y las protecciones y BCU, se desplegaron en todo el proyecto, garantizando plazos de entrega y una calidad de producto homogéneos.

• Software propio de previsión de generación y de carga — La previsión de alta precisión de la producción FV y de las variaciones de carga permite anticipar las tendencias de generación y consumo y aplicar estrategias de regulación óptimas que reducen los costes eléctricos y mejoran la rentabilidad.

• Funcionamiento aislado estable gracias a la tecnología grid-forming — Al simular la dinámica del rotor y las características de excitación de los generadores síncronos, el GFM-BESS establece y mantiene una tensión de sistema estable con soporte de inercia y de potencia reactiva sin retardo. Con regulación primaria de frecuencia y regulación activa de tensión, el sistema permite transiciones sin interrupciones entre el funcionamiento conectado a la red y el aislado, y puede crear y mantener por sí solo un sistema de tensión estable en modo aislado.