Protección y seguridad de los sistemas de almacenamiento

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Resumen ejecutivo

Los sistemas de almacenamiento de energía y su implementación segura, que abarca el elemento de almacenamiento de energía, el hardware de la interfaz y su impacto en la red a la que está conectado, son
Consideraciones importantes al implementar los tipos de sistemas comunitarios de almacenamiento de energía que se están considerando como parte del proyecto SENSIBLE.

En este entregable se informan las consideraciones para los siguientes aspectos relacionados con la seguridad: consideraciones de seguridad del almacenamiento de energía electroquímica y electromecánica, seguridad de la electrónica de potencia y conexión a la red. Este trabajo se centra en los países y las normativas que se relacionan con los dos sitios de demostración de SENSIBLE Living Lab: Portugal y el Reino Unido.

Más específicamente: El sistema de almacenamiento de energía electromecánico basado en volante de alta velocidad considerado, se caracteriza por una alta densidad de almacenamiento de energía que da como resultado altos esfuerzos mecánicos. El principal requisito de seguridad es la contención de las piezas mecánicas ante una falla del sistema. Se proponen y describen en detalle métodos y soluciones para evitar y mitigar fallas, p. Ej. selección de materiales y seguimiento de componentes críticos. El estudio se realizó como parte del proceso de diseño del sistema de volante a ser desplegado en el proyecto SENSIBLE.

Para el almacenamiento electroquímico, se consideran sistemas de protección basados ​​en software y hardware. Algunos ESS, como el almacenamiento basado en iones de litio, requieren una respuesta rápida (ms) a sobrecorrientes, voltajes y temperaturas, lo que tiende a la protección basada en hardware.
sistemas, p. ej. fusibles o dispositivos electromagnéticos, mientras que otros necesitan tiempos de respuesta más lentos y los esquemas basados ​​en software son adecuados. Estos pueden aislar el ESS bajo falla de celda y evitar daños al hardware de la interfaz causados ​​por una descarga alta, p. eventos de cortocircuito.

Los convertidores electrónicos de potencia son una tecnología de habilitación fundamental para la mayoría de los sistemas de energía renovable. Como ocurre con todas las cosas, la seguridad de estos componentes es de suma importancia, especialmente cuando estos sistemas pueden implementarse en un entorno doméstico. los
Se presentan los requisitos generales de seguridad impuestos a los sistemas electrónicos de potencia y las normas internacionales que se utilizan actualmente como directrices y se destacan los puntos destacados. Cabe señalar que actualmente hay muy pocas reglamentaciones específicas disponibles que se apliquen a tales sistemas.

Una revisión de los estándares actuales del Reino Unido sugiere que la contribución de la corriente de falla del almacenamiento de energía conectado a la red probablemente sea pequeña, sin embargo, hay evidencia que sugiere
que las corrientes de falla transitorias podrían ser más altas de lo esperado. Se requiere la investigación de las contribuciones de corriente de falla en el efecto de múltiples instalaciones ES para determinar si habría algún efecto adverso en la funcionalidad de los dispositivos de protección. Se creó una instalación de almacenamiento de energía representativa y se realizaron pruebas para evaluar el impacto de ESS en la magnitud de la corriente durante fallas por sobrecarga. El cambio en la magnitud de la corriente podría volverse significativo si una gran cantidad de ES estaba activa en el sistema en el momento de la falla y debería considerarse junto con el nivel de falla de la red. Esto puede afectar la selección de las capacidades de los dispositivos de protección empleados y también puede implicar el reemplazo / actualización de los sistemas de protección de la red si la penetración de ESS continúa aumentando.

Propósito y alcance del entregable

El entregable presenta elementos del trabajo realizado durante la tarea 2.4, que gira en torno a los aspectos de seguridad y protección de los sistemas de almacenamiento de energía.

Las áreas abordadas son los sistemas de almacenamiento electroquímico, los sistemas de almacenamiento mecánico, los convertidores electrónicos de potencia y la conexión de los sistemas de almacenamiento de energía a la red.

Estos temas se eligen porque están estrechamente relacionados con los dos sitios demostradores que se implementarán en el proyecto. El alcance del entregable es brindar una revisión de alto nivel de los aspectos de seguridad de estos temas y, cuando sea posible, resaltar los enlaces al material reglamentario que puede ser útil al implementar dichos sistemas.

Este producto no es una revisión detallada de los requisitos y procesos en la implementación de los demostradores o instalaciones similares, pero debe considerarse como una promoción de la discusión y consideración de los temas contenidos. Se señalan algunas áreas de posible ausencia en la claridad o consideración de las regulaciones, pero no se abordan en profundidad.

Este producto no estaba destinado a alimentar directamente los métodos de seguridad utilizados dentro del proyecto, sin embargo, durante el proyecto se hizo necesario un requisito para un estudio detallado del demostrador Evora. El trabajo inicial de este estudio se ha incluido aquí.
detallando los requisitos. La simulación y los resultados se presentarán en el entregable D4.2.