html{display:none} A SEL ajuda a Duke Energy a alcançar a simplicidade de microgrid | Schweitzer Engineering Laboratories

SEL AJUDA A DUKE ENERGY
A OBTER SIMPLICIDADE COM UMA MICRORREDE

Energia Renovável

Situação do Cliente

Impelida por eventos climáticos severos recorrentes que causam bilhões de dólares em danos à rede de energia elétrica e custos significativos relacionados à interrupção de energia, a Duke Energy decidiu implementar uma microrrede (“microgrid”). Uma microrrede é um grupo formado por cargas interconectadas e geração distribuída que atua como uma entidade única controlável em relação à rede. Isso significa que ela pode ser conectada e desconectada da rede, permitindo que opere tanto no modo conectado à rede quanto no modo de ilhamento. A energia confiável e resiliente fornecida por este projeto permite que a Estação 24 do Corpo de Bombeiros (FS24) de Charlotte adjacente forneça serviços críticos durante eventos climáticos extremos.

Diante da meta regulatória crescente de incorporar mais geração renovável à rede de energia elétrica, a Duke Energy decidiu integrar seus recursos renováveis existentes em sua microrrede na Subestação McAlpine Creek e, ao lado, na instalação fotovoltaica de 50 kW e no sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS: “Battery Energy Storage System”) de 240 kW. Um requisito fundamental era que a microrrede usasse equipamentos de distribuição padrão concessionária e componentes comercialmente disponíveis (“off-the-shelf”). 

Perfil do Cliente

  • Cliente: Duke Energy Corporation
  • Localização: Subestação McAlpine Creek, Charlotte, North Carolina
  • Setor: Concessionária de Energia
  • Aplicação: Microrrede (Microgrid)

Esta foi uma ótima oportunidade para provar o que podemos realizar usando equipamentos SEL padrão que muitas concessionárias de energia já possuem. O cliente tinha uma visão de como queria que o sistema funcionasse, e as diversas opções de programação disponíveis no Software acSELerator RTAC permitiram que tornássemos real esta visão.

Andy Gould
SEL

Solução

As microrredes têm baixa inércia em comparação com a macrorrede (“macogrid”) maior, o que significa que elas precisam de controladores de microrrede de ação rápida. Algoritmos de controle e resposta à demanda precisam operar com muito mais rapidez para preservar o equilíbrio da energia gerada e carga, manter a estabilidade do sistema e fornecer boa qualidade de energia. Como o Controlador de Automação em Tempo Real (RTAC) da SEL opera com velocidades de subciclo, ele era o controlador de microrrede ideal. Os recursos avançados prontos para uso (“out-of-the-box”) do dispositivo tornaram esta solução ideal para atender ao desejo da Duke de usar equipamentos padrão concessionária.

Gerenciar o ponto de interconexão entre a microrrede e a rede maior pode representar um grande desafio. É por isso que a Duke Energy optou por integrar o Controle de Religador Avançado SEL-651R. Trabalhar com a SEL permitiu que a Duke implementasse algoritmos de proteção sofisticados, os quais permitem que o sistema adapte e controle os vários casos de uso operacionais da microrrede. 

A colaboração também se estendeu a muitas outras fases e componentes do projeto, incluindo o arranjo em camadas do RTAC como um sistema SCADA e a criação de uma interface homem-máquina (IHM) intuitiva para os operadores.

Resultados

A microrrede da Subestação McAlpine Creek está em serviço desde julho de 2015. Desde então, a microrrede têm propiciado efetuar cortes de energia nos horários de pico (“peak shaving”) e fornecimento de energia resiliente, beneficiando tanto os usuários finais quanto a concessionária de energia. A microrrede tem operado manualmente sob supervisão do operador e também automaticamente durante distúrbios e interrupções de energia. Como a subestação pode ser facilmente ilhada e ressincronizada automaticamente durante eventos climáticos extremos, ela pode ser usada de forma confiável para manter a energia para os serviços de missão crítica do corpo de bombeiros.

A Duke usará as lições aprendidas na implementação da microrrede da Subestação McAlpine Creek para desenvolver um processo de padronização e construção de futuras microrredes. Um componente essencial deste processo é usar equipamentos de controle padrão concessionária que sejam comercialmente disponíveis, o Controle de Religador Avançado SEL-651R e o SEL RTAC.

O cliente tinha visto arquiteturas de controle de microrredes bastante complexas e tinha um desejo real de manter isto simples. Utilizando a IHM do RTAC simples e fácil de usar e a flexibilidade inerente de SELogic no SEL-651R e suas capacidades exclusivas de sincronização, fomos capazes de ajudá-lo a tornar real esta visão.

Larry Wright
SEL

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