Coordinación entre grupos electrógenos diésel y almacenamiento de energía

La cooperación entre grupos electrógenos diésel y sistemas de almacenamiento de energía es una solución importante para mejorar la fiabilidad, la economía y la protección del medio ambiente en los sistemas eléctricos modernos, especialmente en escenarios como microrredes, fuentes de energía de respaldo e integración de energías renovables. A continuación, se presentan los principios de trabajo colaborativo, las ventajas y los escenarios de aplicación típicos de ambos:
1、 Método de cooperación central
Afeitado de picos
Principio: El sistema de almacenamiento de energía se carga durante los períodos de bajo consumo de electricidad (utilizando electricidad de bajo costo o energía excedente de motores diésel) y se descarga durante los períodos de alto consumo de electricidad, lo que reduce el tiempo de operación de alta carga de los generadores diésel.
Ventajas: Reduce el consumo de combustible (aproximadamente un 20-30%), minimiza el desgaste de la unidad y extiende los ciclos de mantenimiento.
Salida suave (control de velocidad de rampa)
Principio: El sistema de almacenamiento de energía responde rápidamente a las fluctuaciones de carga, compensando las deficiencias del retraso en el arranque del motor diésel (generalmente entre 10 y 30 segundos) y el retraso en la regulación.
Ventajas: Evita el arranque y parada frecuentes de los motores diésel, mantiene una frecuencia/voltaje estable, adecuado para suministrar energía a equipos de precisión.
Arranque negro
Principio: El sistema de almacenamiento de energía sirve como fuente de energía inicial para arrancar rápidamente el motor diésel, solucionando el problema de los motores diésel tradicionales que requieren energía externa para arrancar.
Ventaja: Mejora la confiabilidad del suministro de energía de emergencia, adecuado para escenarios de falla de la red eléctrica (como hospitales y centros de datos).
Integración de energías renovables híbridas
Principio: El motor diésel se combina con energía fotovoltaica/eólica y almacenamiento de energía para estabilizar las fluctuaciones de energía renovable, y el motor diésel sirve como respaldo.
Ventajas: El ahorro de combustible puede llegar a más del 50%, reduciendo las emisiones de carbono.
2、Puntos clave de la configuración técnica
Requisitos funcionales del componente
El grupo electrógeno diésel debe soportar el modo de operación de frecuencia variable y adaptarse a la programación de carga y descarga de almacenamiento de energía (por ejemplo, ser reemplazado por el almacenamiento de energía cuando la reducción automática de carga es inferior al 30%).
El sistema de almacenamiento de energía (BESS) prioriza el uso de baterías de fosfato de hierro y litio (de larga vida útil y alta seguridad) y tipos de energía (como 1C-2C) para hacer frente a cargas de impacto de corto plazo.
El sistema de gestión de energía (EMS) debe tener lógica de conmutación multimodo (conectado a la red/fuera de la red/híbrido) y algoritmos de distribución dinámica de carga.
El tiempo de respuesta del convertidor bidireccional (PCS) es inferior a 20 ms, lo que permite una conmutación fluida para evitar la potencia inversa del motor diésel.
3、 Escenarios de aplicación típicos
Microrred insular
Fotovoltaico+motor diésel+almacenamiento de energía, el motor diésel solo arranca de noche o en días nublados, reduciendo los costes de combustible en más de un 60%.
Fuente de alimentación de respaldo para centros de datos
El almacenamiento de energía prioriza el soporte de cargas críticas durante 5 a 15 minutos, con suministro de energía compartido después de que arranca el motor diésel para evitar cortes de energía momentáneos.
Suministro de energía de la mina
El almacenamiento de energía puede hacer frente a cargas de impacto como las de las excavadoras, y los motores diésel funcionan de forma estable en el rango de alta eficiencia (tasa de carga del 70-80%).
4. Comparación económica (tomando como ejemplo un sistema de 1 MW)
Costo inicial del plan de configuración (10.000 yuanes) Costo anual de operación y mantenimiento (10.000 yuanes) Consumo de combustible (L/año)
Grupo electrógeno diésel puro 80-100 25-35 150000
Almacenamiento de diésel+energía (reducción del 30 % de los picos de consumo) 150-180 15-20 100000
Ciclo de reciclaje: generalmente de 3 a 5 años (cuanto más alto sea el precio de la electricidad, más rápido será el reciclaje)
5、 Precauciones
Compatibilidad del sistema: el regulador del motor diésel debe admitir un ajuste rápido de potencia durante la intervención de almacenamiento de energía (como la optimización de parámetros PID).
Protección de seguridad: para evitar la sobrecarga del motor diésel causada por un almacenamiento excesivo de energía, se debe establecer un punto de corte estricto para el SOC (estado de carga) (por ejemplo, 20 %).
Apoyo político: Algunas regiones ofrecen subsidios para el sistema híbrido de “motor diésel + almacenamiento de energía” (como la nueva política piloto de almacenamiento de energía de China de 2023).
Mediante una configuración razonable, la combinación de grupos electrógenos diésel y almacenamiento de energía permite pasar de una "reserva pura" a una "microrred inteligente", lo cual constituye una solución práctica para la transición de la energía tradicional a una baja en carbono. El diseño específico debe evaluarse exhaustivamente en función de las características de la carga, los precios de la electricidad locales y las políticas.