Fotovoltaica | PV www.futurenergyweb.es 62 FuturEnergy | Septiembre/Octubre September/October 2020 Las aplicaciones de las microrredes son muchas, desde complejos industriales, parques vacacionales u hoteles, a comunidades de vecinos, instalaciones esenciales como hospitales, centros de datos, granjas o minas en lugares de difícil acceso. Planificación y diseño de una microrred Puede parecer que el diseño de una microrred es directo y simple, al tener dimensiones más reducidas si la comparamos con la red de distribución, pero nada más lejos de la realidad. Planificar una microrred implica ajustarse a consumos muy localizados y requiere evaluar muy bien la evolución de la demanda de energía, así como su nivel de incertidumbre. La viabilidad técnica y económica de una microrred está íntimamente ligada a cómo se planifique su desarrollo, y a cumplir con el plan del promotor del proyecto, lo que requiere considerar múltiples escenarios en su diseño, que funcione en todos ellos razonablemente, de manera flexible y adaptable. En el equipo de Microrredes de Norvento ya nos hemos enfrentado a esta situación en varias ocasiones, lo que nos ha permitido avanzar en la definición de nuestra metodología de trabajo. En una primera fase, se trabaja con el promotor en la evaluación de requisitos identificando, organizando, clasificando y priorizando de acuerdo con las necesidades del cliente, de las que en ocasiones es perfectamente consciente y en otras las descubre trabajando en el desarrollo del proyecto. Para llevar a cabo esta evaluación, debemos entender las necesidades, objetivos y limitaciones presentes; los requisitos de desempeño como pueden ser la rentabilidad, coste de la energía o penetración de renovables, las interfaces ya existentes como un generador o la red, las condiciones climáticas del lugar en el que se ubique y otras restricciones a considerar como el espacio disponible o el CAPEX del proyecto. En base al análisis detallado de los requisitos, se procede a la definición de los requerimientos de los equipos, lo que permite definir una topología inicial cualitativa previa a dimensionar el sistema. Dentro de esa topología se definen las tecnologías concretas de generación, de inversores, de almacenamiento, la geometría de la red, las redundancias requeridas, la lógica de los controles, el soporte HW de control, las protecciones, los niveles de tensión, las comunicaciones entre equipos, etc. En caso de aplicaciones especialmente críticas donde la fiabilidad es clave, se comparan distintas topologías mediante simulaciones que permiten cuantificar cómo se comportan unas contra otras y, a continuación, se evalúa si el aumento de fiabilidad del sistema justifica su coste frente a los requisitos del cliente. Con toda la información recopilada, se escoge el diseño más ajustado a las necesidades y posibilidades del cliente. Con la topología elegida, y considerando el patrón de demanda, los recursos naturales disponibles, y los desempeños técnicos y económicos de los equipos, se procede al balance y dimensionamiento del sistema, o modelo energético. Así, se aplican técnicas como redes neuronales, algoritmos genéticos, y en ocasiones iteraciones There are numerous microgrid applications, from industrial complexes, holiday parks and hotels, to property owners’ communities, essential installations such as hospitals, data centres, farms and mines in hard-to-access places. Microgrid planning and design The design of a microgrid may seem direct and simple, due to its reduced dimensions when compared to the distribution network, however nothing could be further from the truth. Planning a microgrid involves adapting to very localised consumptions and requires a highly accurate assessment of the evolution of energy demand, as well as its level of uncertainty. The technical and economic feasibility of a microgrid is intricately linked to how its development is planned and its compliance with the plan of the project developer. This requires multiple scenarios to be considered in its design, to ensure flexible and adaptable operation in every situation. The Microgrids team at Norvento has already faced this situation on several occasions, enabling us to develop the definition of our working methodology. As a first phase, we work with the developer to assess the identified requirements, organising, categorising and prioritising them in line with the needs of the client, of which sometimes they are perfectly aware and at others, are discovered by working on the project development. To undertake this assessment, we need to understand: the needs, objectives and existing limitations; the performance requirements, such as cost effectiveness, the energy cost or the penetration of renewables; pre-existing interfaces, such as a generator or the grid; the weather conditions of the place in which it is located; and other restrictions, such as available space or project CAPEX. Based on the detailed analysis of the requirements, the equipment specifications are identified, which allows a qualitative topology to be defined prior to sizing the system.Within this topology, the specific generation technologies are defined, along with the inverters, storage, grid geometry, the required redundancies, the control logic, the HW control support, protections, voltage levels, communications between equipment, etc. In the case of particularly critical applications where reliability is key, different topologies are compared by means of simulations, which can quantify how one behaves compared to the others. Next, the increase in system reliability is evaluated to see if its cost is justified depending on client requirements. Having gathered all the information together, the design that best suits the needs and possibilities of the client is selected. With the chosen topology, and considering the demand pattern, the natural resources available and the technical and economic performance of the equipment, the system or energy model is balanced and dimensioned. As a result, techniques are applied such as neural networks, genetic algorithms and sometimes experienced-based iterations to obtain an optimal design and its associated characteristic parameters, such as the LCOE and the payback. Meteorological variables, such as the wind and solar resource, usually require access to historic databases Esquema de la metodología de trabajo para planificación y diseño de microrred empleada por Norvento | Diagram of the working methodology used by Norvento to plan and design a microgrid
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