Proyecto SAI de Zhongtian Steel Nantong: Suministro eléctrico industrial para una acería conectada a 5G

Ⅰ. Visión general del proyecto

1.1 Antecedentes de la empresa

• Zhongtian Iron and Steel Group (Nantong) Co., Ltd. (en lo sucesivo, "Zhongtian Nantong") es la base de producción del grupo siderúrgico Zhongtian. Ltd. (en adelante, "Zhongtian Nantong") se encuentra en la nueva zona portuaria de Haimen, en la bahía de Tongzhou, ciudad de Nantong, provincia de Jiangsu. Con una inversión total de aproximadamente 100 000 millones de yuanes y una capacidad de producción prevista de 13 millones de toneladas/año, es la primera acería "5G+Industrial Internet" totalmente conectada de la provincia de Jiangsu y una fábrica ecológica de nivel nacional.
• La empresa posee instalaciones avanzadas como el primer sistema de locomotora eléctrica pura AI+5G del mundo y el sistema inteligente de fabricación de acero. En 2024, sus ingresos superaron los 95.000 millones de yuanes, situándose entre las Fortune China 500 lista.

1.2 Requisitos de la fuente de alimentación

Con actualizaciones inteligentes, Zhongtian Nantong se enfrenta:

• Dependencia de equipos de alta precisión: Los convertidores de frecuencia de las máquinas de colada continua, los sistemas inteligentes de control de las líneas de laminación, etc. requieren un suministro continuo de energía las 24 horas del día. Las fluctuaciones de tensión >±1% provocarán la parada de los equipos.
• Desafíos medioambientales extremos: La temperatura en la zona del alto horno alcanza más de 60°C, y la concentración de polvo supera los 10mg/m³. Tradicional UPS son propensos a la protección contra el sobrecalentamiento debido a la insuficiente disipación del calor.
• Flexibilidad de ampliación: La rápida iteración de la línea de producción requiere que el SAI admita una expansión dinámica, que las soluciones tradicionales de capacidad fija no pueden satisfacer.

Ⅱ. Principales retos

2.1 Calidad y fiabilidad de la energía

• Interferencias armónicas: Los convertidores de frecuencia de los trenes de laminación hacen que la THDi (distorsión armónica total de la corriente) alcance 9%, lo que afecta a la precisión del control del PLC.
• Sobrecarga instantánea: La corriente de arranque de los motores basculantes de los convertidores alcanza 11 veces el valor nominal, lo que hace que los sistemas SAI convencionales sean propensos a desconectarse por sobrecarga.

2.2 Puntos débiles de la gestión de O&M

• Despliegue descentralizado: Los sistemas SAI independientes consiguen un tiempo de respuesta ante fallos de más de 3 horas.
• Envejecimiento de la batería: Las baterías de plomo tienen una vida útil de sólo 3.000 ciclos, con un coste anual de sustitución superior a 5 millones de yuanes.

2.3 Cuellos de botella de la eficiencia energética

• Funcionamiento ineficaz: Los sistemas SAI tradicionales tienen una eficiencia de 82%, lo que supone unos costes anuales de electricidad superiores a 150 millones de yuanes.
• Presión para reducir las emisiones de carbono: Tiene que cumplir el objetivo de pico de carbono de la industria siderúrgica durante el "14º Plan Quinquenal" de la provincia de Jiangsu (18% de reducción de emisiones de carbono por tonelada de acero).

Ⅲ. Soluciones

3.1 Arquitectura técnica

3.2 Estrategia de aplicación

1. Gobernanza de la calidad de la energía: Despliegue módulos de control totalmente digitales DSP para compensar los armónicos en tiempo real, reduciendo el THDi por debajo de 2%.
2. Ampliación modular: Adopta 6 unidades de SAI de 250kVA en paralelo, con una capacidad total de 1,5MW y 50% de espacio de expansión reservado.
3. O&M inteligente: Conéctese a la plataforma de gestión energética de Zhongtian Iron and Steel para realizar monitorización remota del estado de salud de la batería (SOH).

Ⅳ. Logros del proyecto

4.1 Mejora de la fiabilidad del suministro eléctrico

• Tiempo de inactividad cero: La disponibilidad del sistema alcanza el 99,999%, con interrupciones anuales imprevistas <5 minutos.
• Respuesta al fallo: El sistema de autodiagnóstico acorta el tiempo de respuesta de mantenimiento en 80%, con un MTTR (tiempo medio de reparación) ≤20 minutos.

4.2 Optimización de la eficiencia energética

• Gobernanza armónica: THDi reducido de 9% a 2%, consiguiendo un ahorro anual en costes de electricidad de 28 millones de yuanes.
• Duración de la batería: Litio hierro fosfato

Referencias

1. Comisión Electrotécnica Internacional (CEI)Sitio web oficial: www.iec.ch
2. Underwriters Laboratories (UL)Sitio web oficial: www.ul.com
3. Comité Europeo de Normalización (CEN)Sitio web oficial: www.cen.eu
4. Administración de Normalización de China (SAC)Sitio web oficial: www.sac.gov.cn
5. Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance (CNESA)Página web oficial: www.cnESA.org
6. Organización Internacional de Normalización (ISO)Sitio web oficial: www.iso.org