Дешевле при комплексной оценке всей стоимости владения инженерным решением.

18 лет на рынке Беларуси, России, Казахстана. И это только начало!

ru | en

Сравниваем электричество с поездом: что к чему?

Сравниваем электричество с поездом: что к чему?
13 Апреля 2021

Представьте себе, что процесс распределения электричества в дома от электросети подобен пассажирам, садящимся в поезд.

Есть несколько шагов, которые нужно предпринять, прежде чем они смогут добраться до конечного пункта назначения. Во-первых, они должны купить билет в кассе – там вырабатывается энергия. Затем посадка в поезд, который отправляется от станции, – мощность передаётся на расстояния по линиям электропередачи. Наконец, поезд доставляет путешественников (электричество) к их конечному пункту назначения. Этот последний этап подачи электроэнергии в дома и на предприятия называется распределительной системой, и очень важно, чтобы она оставалась надёжной.

Чанан Сингх и докторант Арун Карнгала с факультета электротехники и вычислительной техники Техасского университета A&M работают над созданием основы надёжности для распределительной системы, чтобы коммунальные предприятия могли быть лучше подготовлены к неопределённостям, которые могут возникнуть.

Путём разработки этих моделей и методов для выполнения анализа уровня распределения энергосистемы потенциально можно предотвратить неблагоприятные последствия локальных погодных явлений или отказа оборудования. Рамки исследователей также могут быть использованы для проверки общесистемного воздействия установки клиентами солнечной энергии и накопителя энергии на крыше в распределительной системе.

«Мы обнаружили, что с 40% клиентов, устанавливающих солнечные мощности, это в 1,5 раза превышает пиковую потребность соответствующих домохозяйств», – сказал Карнгала. «При наличии достаточного количества систем хранения энергии показатели надежности значительно улучшились. Например, средний индекс частоты прерывания системы был улучшен на 50%, средний индекс продолжительности прерывания системы – на 70%, а индекс средней продолжительности прерывания системы потребителя – на 45%».

Карнгала сказал, что эту схему также можно использовать для определения мощности солнечной установки на крыше: «Если установленная мощность солнечной батареи увеличится с однократного пикового спроса до двукратного пикового спроса, показатели надежности будут стабильно улучшаться. Улучшение показателей уменьшается после того, как установленная мощность солнечной энергии увеличится более чем в 2,5 раза по сравнению с пиковым спросом ».

Проведение исследований надежности может помочь создать бизнес-обоснование для покупки такого хранилища, а текущие исследования технологий хранения помогают предоставить более доступные и надежные альтернативы.

Исследовательская группа сосредоточена на анализе и надежности на уровне распределения, поскольку он является наиболее уязвимым из всех этапов распределения мощности и, следовательно, может вызвать наибольшие проблемы для клиентов. Кроме того, в отличие от высокоуровневых секторов энергосистемы, таких как производство и передача электроэнергии, в которых есть существующие методы анализа и процедуры, гарантирующие, что надежность будет поддерживаться при наличии неопределенностей на определенных уровнях, уровень распределения обычно таких стандартов нет.

Большинство независимых системных операторов (ISO) обеспечивают достаточный резерв выработки электроэнергии, чтобы в случае возникновения неожиданной проблемы (например, отказ линии передачи, отказ генератора, нагрузка выше прогнозируемой и т. Д.), Приводящей к тому, что общая нагрузка не будет обеспечена, нагрузку можно отрегулировать так, чтобы она не терялась полностью для всех клиентов. Многие ISO используют критерии, которые гарантируют, что это сокращение нагрузки не произойдет в среднем более одного дня в 10 лет. Такие стандарты обычно не используются на уровне распределения.

Эта работа была опубликована в январе в журнале IEEE Transactions on Sustainable Energy.

«Зимний шторм, произошедший недавно в Техасе, имел иную природу и охватил весь штат», – сказал Сингх. «Но экстремальные погодные условия могут проявляться в самых разных формах. Например, у вас могут быть торнадо или ураганы, влияние которых распространяется не на весь штат, а на более ограниченные районы. Мы считаем, что в таких ситуациях эти модели и инструменты, которые они предоставят для нас управление системой повысит надежность системы распределения, потому что вам не нужно полагаться только на энергию, поступающую из сети, но также и от других местных источников, таких как солнечная энергия и, возможно, ветер».

Одна из проблем, с которой сталкивается команда, – это то, что в системы распределения необходимо интегрировать множество различных типов генерирующих систем, которые нужно учитывать. Раньше распределительные механизмы считались единственными потребителями энергии, но сегодня в систему распределения поступают более новые технологии и гораздо больше распределенных энергоресурсов, таких как солнечные панели, ветряная генерация и накопители.

Самое интересное в работе над системами распределения заключается в том, что они сейчас находятся в фазе изменений. Они переходят от традиционных систем к гораздо более продвинутым, и мы находимся в той переходной фазе, когда нам необходимо разработать модели и методологии.

В конечном итоге команда стремится создать комплексную структуру анализа надёжности, в которую могут быть включены такие подходы, как реагирование на спрос, ценовые стратегии и операционные стратегии, потенциально расширяющиеся по мере развития энергосистемы.

Источник: Техасский университет A&M.