Micro-réseau de 2000 kW Source-Réseau-Charge-Stockage : PV 1000 kWp + BESS 800 kW/1742 kWh + Transfert Automatique en Lecture Approfondie
PV 1000 kWp · BESS 800 kW/1742 kWh · Diesel 600 kW en secours · 2×SCB13-2000/10 N+1 · raccordé/hors réseau
1 · TL;DR Conclusion
Conclusion : cette microréseau source-réseau-charge-stockage de 2000 kW combine 1000 kWc de PV + 800 kW/1742 kWh de BESS + 600 kW de diesel à transfert automatique + une alimentation réseau de 10 kV avec connexion au réseau/îlotage, sur 2 transformateurs SCB13-2000/10 (N+1) plus un commutateur de transfert final de grade 1 (GATS) — total du configurateur ≈ 914 457 $, EPC ≈ 990 000 $, retour sur investissement de 4 ans, TRI de 24,80 %, 609,1 t de CO2/an évitées (niveau de faisabilité).
- •Mix multi-sources : 1000 kWc PV (part de 63 %) + 800 kW BESS (38 %) + 600 kW diesel à transfert automatique, 4400 kW installés
- •Raccordé au réseau/îlotage + démarrage à froid (démarrage automatique diesel 600 kW, vérifié) ; transfert automatique en 2 s
- •Commutateur de transfert final de Grade 1 de 800 kW (GATS-630) + EPS de 300 kW, couverture de secours de 175 %
- •autoconsommation PV ≈261 482 $/an (écrêtement BESS inclus)
- •Économie : 990 000 $ EPC, retour sur investissement de 4 ans, TRI de 24,80 %, LCOE 0,1011 $/kWh, 609,1 t de CO2/an évitées
2 · Solution Overview
Un micro-réseau source-réseau-charge-stockage unifie les sources (PV/diesel/réseau), le réseau, les charges et le stockage sous un seul EMS — l'architecture archétypale pour les parcs industriels zéro carbone et les grands campus. Cette conception de 2000 kW dispose du PV pour la charge de base, du BESS pour le lissage+écrêtage+demande, du diesel pour l'alimentation de secours à transfert automatique, du réseau comme alimentation principale raccordée, et d'un commutateur de transfert final de grade 1 maintenant sous tension les lignes de production critiques.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 0 kW | 0% |
| Solar PV 1000 kWp | variable | 1000 kW | 63% |
| BESS 800 kW / 1600 kWh | variable | 600 kW | 38% |
| Diesel 600 kW | backup | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. Identification des besoins
Un parc industriel zéro carbone souhaite à la fois une part élevée d'énergies renouvelables et une production critique ininterrompue (charge de grade 1 de 800 kW). Deux exigences strictes sont d'abord verrouillées : la répartition source-réseau-charge-stockage et le transfert automatique fiable — imposant BESS, diesel et ATS d'extrémité.
2. Classification des charges
2000 kW au total → 1742 kW de demande ; 800 kW de grade 1, 800 kW de grade 2, 200 kW sensibles. Le grade 1 nécessite un interrupteur de transfert d'extrémité (GATS-630) + EPS ; le grade 2 est couvert par réseau+BESS.
3. Mix de sources
1000 kWc PV (63%) + 800 kW/1742 kWh BESS (38%, 2 h) + 600 kW diesel de secours (transfert automatique) + réseau 10 kV, répartis par un seul EMS.
4. Dimensionnement du transformateur
1742 kW → 1684 kVA → palier de 2000 kVA + N+1 (2 unités de type sec, parc intérieur). 84% de charge après un déclenchement (validation N-1) ; la charge de grade 1 est transférée à l'autre source via ATS d'extrémité.
5. Transfert automatique et commutation
GATS-630 d'extrémité de grade 1 à transfert automatique : en cas de perte du réseau, il bascule vers diesel/BESS en 2 s ; gridMode=grid-tie-island + blackStart=yes, démarrage en black du diesel de 600 kW, couverture de secours de 175%.
6. Distribution et protection
Arrivée MT → 2 transformateurs de type sec → appareillage BT MNS (avec bus-tie) → départs + ATS d'extrémité de grade 1. Défaut BT 58,91 kA contre 80 kA de coupure ; sélectivité 24.56×, gradation satisfaite.
7. Qualité de l'énergie
Charge sensible de 200 kW + harmoniques (THDi 20%) bénéficient d'une compensation réactive + réactances de désaccord ; convertisseurs de stockage/diesel coordonnés pour éviter les courants de circulation.
8. Économie
Le BESS écrête 800 kW×4 h, économisant ≈151 840 $/an ; le PV génère 1 015 200 kWh/an. Retour global de 4 ans, TRI 24,80%, LCOE 0,1011 $/kWh, 609,1 t CO2/an évitées.
Pain Points → Solution → Evidence
La production critique (800 kW grade 1) ne peut pas chuter une seule seconde
Transfert automatique final GATS-630 + EPS 300 kW : basculement vers diesel/BESS en 2 s
Passage N-1 (2×2000 kVA) + couverture de secours 175% + GATS/EPS dans la nomenclature
La part élevée de renouvelables provoque des fluctuations du réseau et rend l'écrêtement difficile
Lissage BESS 800 kW/1742 kWh + écrêtement + effacement, coordination EMS source-réseau-charge-stockage
economic.shaving : 800 kW×4 h, $151,840/an économisés
Le secours 100% diesel coûte $327k/an — insoutenable
PV+BESS en priorité, diesel uniquement pour les urgences de transfert automatique
Diesel pur $327,040 vs hybride $232,400 ; ≈$151,840/an économisés
Quand est-ce rentabilisé ?
≈$990,000 EPC ; PV+BESS économisent ≈$261,482/an
economic : retour sur investissement 4 ans, TRI 24,80%, ROI 497% sur 25 ans
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacité du transformateur | 2×2000 kVA (type sec N+1) | 1742 kW → 1684 kVA → palier de 2000 kVA + un secours | Charge à 84 % ; reste à 84 % après un déclenchement (N-1 validé) Passage à 2500 kVA pour la croissance |
| Capacité PV | 1000 kWc | Part de 63 % ; production de 1 015 200 kWh/an | Couvre la charge de base le jour, réduisant l'usage du diesel et les factures Limitée par la surface du site et l'absorption du BESS |
| Capacité du BESS | 800 kW / 1742 kWh (2 h) | Lissage + écrêtage + demande, durée de 2 h | Écrête 800 kW×4 h, économisant 151 840 $/an Les besoins d'îlotage long nécessitent ≥8 h plus une vérification de démarrage en black-start |
| Capacité diesel | 600 kW en secours · transfert automatique | Transfert automatique d'urgence + black-start (600 kW vérifié) | La seule source d'urgence pour le transfert de charge de grade 1 secours = classé urgence, moins cher que principal |
| Transfert automatique | GATS-630 transfert de charge, 2 s | La charge de grade 1 de 800 kW doit être ininterrompue | Transfert en 2 s ; couverture de secours de 175 % Temps de transfert vs criticité de la charge selon IEC 60364 |
| Mode réseau | raccordé au réseau-îlot + black-start | Les parcs zéro carbone doivent s'îloter et démarrer en black-start | L'anti-îlotage empêche le retour de puissance ; ATS 2 s Approbation du réseau selon le code réseau local (gridCodeNote) |
| Économie | TRI 24,80 % · 4 ans | 990 000 $ EPC + 261 482 $/an d'économies + flux de trésorerie sur 25 ans | La métrique d'investissement clé Le tarif, l'irradiation et le facteur de charge sont les sensibilités clés |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Flux énergétique
Raccordé au réseau : le PV de 1000 kW couvre d'abord la charge de base, le surplus charge le BESS ; le BESS décharge 800 kW en pointe et se charge en heures creuses ; le réseau comble le déficit. En cas de perte du réseau : le transfert automatique bascule vers diesel/BESS en 2 s, la charge de grade 1 reste alimentée.
Défaillance réseau / transfert automatique
Appuyez sur 'Défaillance réseau' : le GATS de grade 1 transfère vers un démarrage en black-start diesel de 600 kW + BESS en 2 s (couverture de secours de 175 %) ; dans le cas N-1, un transformateur déclenche et l'autre continue à 84 % de charge.
Économie
1 015 200 kWh/an générés, 0,8 en autoconsommation + surplus exporté; l'autoconsommation PV ≈261 482 $/an (écrêtement BESS inclus); 990 000 $ investis, retour sur investissement en 4 ans, TRI de 24,80 %, LCOE 0,1011 $/kWh.
Fonctionnement 24 h
Courbe d'une journée type : le PV diurne chevauche la charge, la décharge du BESS en heure de pointe écrête le pic, charge en heures creuses la nuit, diesel uniquement pendant le transfert automatique/black-start — coordination source-réseau-charge-stockage dans l'ordre temporel.
Other views (shown): Qualité de l'énergie et harmoniques · Profil de tension · Caractéristiques du schéma · Déclassement environnemental
7 · Economics & Payback
Équipement total ≈ 914 457 $, EPC ≈ 990 000 $ (incl. PV/BESS/diesel/transfert automatique/distribution/installation). L'autoconsommation PV permet d'économiser ≈ 261 482 $/an (écrêtement BESS inclus); globalement, retour sur investissement en 4 ans, TRI de 24,80 %, ROI de 497 % sur 25 ans, LCOE de 0,1011 $/kWh, VAN de 1 584 295 $, 609,1 t de CO2 évitées/an.
8 · FAQ
Comment comprenez-vous l'intégration source-réseau-charge-stockage ?
Qu'est-ce que le transfert automatique et à quelle vitesse ?
Quelle taille de BESS ?
Comment le black-start est-il mis en œuvre ?
Quand est-il amorti ?
Diesel pur vs hybride source-réseau-charge-stockage ?
Comment la charge de grade 1 de 800 kW est-elle maintenue sans interruption ?
Quelle puissance PV installer ?
Le transfert automatique pourrait-il mettre accidentellement deux sources en parallèle ?
Quels documents de raccordement au réseau sont nécessaires ?
Special Considerations
- Un transfert automatique d'extrémité de grade 1 de 800 kW (GATS-630) + un EPS de 300 kW sont inclus ; le temps de transfert par rapport à la criticité de la charge doit être confirmé selon IEC 60364 par le bureau d'études.
- Le verrouillage de transfert automatique empêche la mise en parallèle accidentelle de deux sources ; sélectivité 24.56×, gradation satisfaite ; un essai de transfert complet est requis avant la mise en service.
- Un stockage de 2 h couvre l'écrêtage/la demande ; un îlotage prolongé nécessite ≥8 h plus une vérification de la capacité de démarrage à froid.
- 200 kW de charge sensible + THDi 20 % ont une compensation réactive + des réacteurs désaccordés ; ajouter un APF si les limites sont dépassées.
- Estimation au niveau de faisabilité ; dessins en attente de raffinement par un bureau d'études agréé.
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