Um único ativo BESS conectado à rede é comumente solicitado a realizar três tarefas diferentes dependendo da hora: manter a frequência da rede estável, reduzir os picos de demanda que aumentam a conta de energia e atuar como backup no momento em que o fornecimento é interrompido. Comprar apenas para um desses papéis geralmente deixa valor na mesa. A MPMC POWERTECH CORP., estabelecida em 2008 e com sede em Shanghai Pudong, posiciona sua Série HBD-A BESS para executar os três a partir de um único EMS.

Três Funções, Uma Bateria

A instabilidade da rede se manifesta como desvios de frequência e flutuações de tensão que uma concessionária cada vez mais paga para corrigir rapidamente; as cobranças por demanda são faturadas com base no pico de kW consumidos, e não no total de kWh consumidos, portanto reduzir o pico diminui a conta mesmo que o consumo total permaneça inalterado; e o backup de emergência só tem valor se a transição da rede para a energia armazenada for rápida o suficiente para que os equipamentos conectados não percebam. A Série HBD-A da MPMC é projetada para alternar entre esses papéis sob controle EMS, em vez de estar fixa a uma única função.

Como o EMS Decide o Que a Bateria Faz a Seguir

O EMS desenvolvido internamente pela MPMC suporta o modo PQ para controle de potência ativa e reativa em um sistema conectado à rede, modo VF para controle independente de tensão e frequência quando operando fora da rede, modo VSG (Gerador Síncrono Virtual) para emular inércia e melhorar a estabilidade da rede, black start para restauração independente de energia após uma queda, e operação grid-forming para estabelecer uma rede estável onde não existe. A regulação de potência reativa ocorre em toda a faixa das unidades PCS, e o EMS coordena tudo isso com monitoramento em tempo real, gerenciamento de alarmes e controle remoto através do SCADA desenvolvido internamente pela MPMC.

Regulação de Frequência na Prática

A usina de energia verde documentada de 8 MWh da MPMC na Hungria, construída a partir de duas unidades HBD-500-1000 e três unidades HBD-1000-2000, fornece regulação de frequência, redução de pico e balanceamento de carga para o local. Uma usina de regulação de frequência conectada à rede de 8 MWh na Holanda, construída a partir de quatro unidades HBD-A de 2 MWh, e uma micro-rede menor de redução de pico de 3,2 MWh combinando unidades HBD-A e HBD-R, demonstram o mesmo princípio em diferentes escalas — a resposta em nível de milissegundos a uma variação de frequência é função do PCS e EMS, não simplesmente do tamanho da bateria.

Sistema de armazenamento de energia da bateria da série MPMC HBD-A — HBD-1000-2000

Redução de Picos e a Aritmética da Cobrança por Demanda

O mecanismo é simples: o EMS carrega a bateria da rede durante as horas fora de pico, de menor custo, e a descarrega durante os períodos que, de outra forma, estabeleceriam um novo valor máximo de demanda, reduzindo o consumo máximo em kW que uma concessionária cobra. A mesma lógica de carregar a baixo custo e descarregar no pico se aplica quando um local combina armazenamento com seus próprios grupos geradores em vez da rede — a planta de concreto fora da rede documentada pela MPMC em Dubai ilustra a versão do lado do combustível da mesma aritmética.

O EMS da estação executa uma lógica trifásica: a bateria descarrega enquanto um grupo gerador mantém seu ponto de carga ideal próximo a 75%, múltiplos grupos geradores em paralelo recarregam a bateria com até 500 kW quando necessário, e os grupos geradores fornecem redundância mútua para falhas — a mesma disciplina de despacho usada em uma aplicação conectada à rede para cobrança por demanda, aplicada em vez disso ao custo do combustível e ao desgaste do gerador.

Backup de Emergência e a Questão da Comutação

A comutação da rede para fora da rede é padrão na série HBD-R da MPMC, enquanto a série HBD-A tem por padrão uma breve lacuna de transição, configurável para uma comutação contínua quando a aplicação exigir — esta é uma configuração a ser confirmada explicitamente em relação à tolerância real de continuidade da carga, em vez de presumir. A capacidade de partida a frio e formação de rede significa que o mesmo ativo que reduz picos durante o dia pode restaurar a energia de um local de forma independente após uma interrupção mais ampla.

Sistema de armazenamento de energia em bateria da série MPMC HBD-A — HBD-500-1000

Autoconsumo com um arranjo fotovoltaico existente

Emparelhado com PV no telhado, o HBD-A armazena o excesso de geração solar do meio-dia e o libera durante o pico de demanda da noite, o que a MPMC afirma aumentar as taxas de autoconsumo de PV — a mesma capacidade da bateria realizando corte de pico durante o dia e otimização do autoconsumo à noite não são compras separadas, apenas agendas EMS separadas contra o mesmo ativo.

Implantações documentadas conectadas à rede

Além da Hungria e dos Países Baixos, a lista de referências da MPMC inclui uma planta chinesa de corte de pico em cabeçote de poço de petróleo e gás construída a partir de seis unidades 2C de 250 kWh totalizando 3 MW, demonstrando a mesma plataforma HBD-A aplicada a uma conexão industrial à rede em vez de uma em escala de utilidade.

Confirmando que o sistema está pronto quando necessário

Um papel de backup é tão bom quanto sua prontidão, por isso a MPMC integra o gerenciamento de alarmes e falhas em tempo real na mesma plataforma SCADA que executa a programação diária de redução de pico e regulação de frequência — o operador vê o mesmo estado do sistema, seja reduzindo silenciosamente um pico de demanda ou mantendo ativamente um site durante uma interrupção. Todos os modelos HBD-A possuem proteção IP54 no nível do sistema e IP67 no nível do pacote de baterias, e são classificados para 3.000 metros de altitude com redução de capacidade acima de 2.000 metros, o que vale a pena verificar explicitamente para um site em altitude ou em uma localização costeira de alta umidade.

Questões a resolver antes de dimensionar o sistema

• Estabelecer qual das três funções — regulação de frequência, corte de pico ou backup — é o principal fator de design, pois isso altera a lógica de dimensionamento.

• Confirmar se é necessária a comutação sem interrupção ou com intervalo para a carga conectada.

• Solicitar o perfil real de demanda antes de dimensionar potência (kW) e capacidade (kWh) separadamente — eles respondem a perguntas diferentes.

• Decidir se o sistema precisa aceitar entrada direta de PV ou apenas solar acoplado em CA.

• Confirmar a conformidade com o código da rede e os requisitos de potência reativa para o território específico da concessionária.

• Verificar altitude e redução ambiental para o local de instalação.

• Solicitar a lógica de despacho do EMS por escrito, não apenas a especificação do hardware.

• Confirmar a base da garantia — anos do sistema versus throughput em MWh — em relação à taxa anual esperada de ciclos.

Perguntas que os gerentes de instalações fazem