Рисунок 1 - Зоны интеллектуальных сетей
Технологии интеллектуальных сетей
Многие области технологий интеллектуальных сетей - каждая из которых состоит из наборов индивидуальных технологий - охватывают всю сетку, от генерации до передачи и распределения до различных типов потребителей электроэнергии. Некоторые из технологий активно внедряются и считаются зрелыми как в их разработке, так и в приложениях, в то время как другие требуют дальнейшей разработки и демонстрации.
KEY POINT - Интеллектуальные сетки охватывают различные технологии, которые охватывают электрическую систему.
Полностью оптимизированная система электроснабжения развернет все технологические области на рисунке 1 выше. Однако для повышения «умности» сетки необходимо установить не все технологические области.
Широкополосный мониторинг и контроль
Мониторинг в реальном времени и отображение компонентов и производительности энергосистемы, межсетевых соединений и крупных географических зон помогают операторам системы понять и оптимизировать компоненты, поведение и производительность энергосистемы. Продвинутые средства работы с системой избегают отключения электроэнергии и облегчают интеграцию переменных возобновляемых источников энергии.
Технологии мониторинга и контроля наряду с передовой системой аналитики, включая широкомасштабную ситуационную осведомленность (WASA), широкомасштабные системы мониторинга (WAMS) и широкомасштабную адаптивную защиту, контроль и автоматизацию (WAAPCA) - генерируют данные для информирования о принятии решений, смягчить широкомасштабные помехи и улучшить пропускную способность и надежность передачи.
Интеграция информационных и коммуникационных технологий
Базовая инфраструктура коммуникаций с интеллектуальными сетями, будь то использование частных сетей коммунальной связи (радиосети, сети измерительных ячеек) или государственных операторов и сетей (Интернет, сотовая связь, кабель или телефон), поддерживает передачу данных для отложенной и оперативной работы и во время сбоев.
Наряду с коммуникационными устройствами значительные вычислительные средства, программное обеспечение системного управления и программное обеспечение для планирования ресурсов предприятия поддерживают двусторонний обмен информацией между заинтересованными сторонами и обеспечивают более эффективное использование и управление сетью.
Интеграция возобновляемых и распределенных поколений
Интеграция возобновляемых и распределенных энергоресурсов, охватывающих крупные масштабы на уровне передачи, средние масштабы на уровне распределения и небольшие масштабы на коммерческом или жилом здании, может представлять собой проблемы для диспетчеризации и управляемости этих ресурсов и для функционирования электрической системы.
Системы хранения энергии, как в электрическом, так и в физическом плане, могут облегчить такие проблемы путем развязывания производства и доставки энергии. Интеллектуальные сети могут помочь в автоматизации контроля генерации и спроса (в дополнение к другим видам реагирования на спрос) для обеспечения сбалансированности спроса и предложения.
Приложения для повышения пропускной способности
Существует ряд технологий и приложений для системы передачи.
Гибкие системы передачи переменного тока (FACTS) используются для повышения управляемости сетей передачи и максимальной возможности передачи мощности. Развертывание этой технологии на существующих линиях может повысить эффективность и отложить необходимость дополнительных инвестиций.
Высоковольтные технологии постоянного тока (HVDC) используются для подключения морских ветровых и солнечных ферм к мощным зонам с уменьшенными потерями системы и повышенной управляемостью системы, что позволяет эффективно использовать источники энергии, удаленные от центров загрузки.
Динамическая линейная оценка (DLR), которая использует датчики для определения текущей несущей способности секции сети в реальном времени, может оптимизировать использование существующих
передающих активов, без риска возникновения перегрузок.
Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) могут значительно снизить потери при передаче и обеспечить экономичное ограничение тока короткого замыкания с более высокой производительностью, хотя есть дискуссия о готовности рынка к технологии.
Управление распределительной сетью
Дистрибуция и настройка подстанций и автоматизация могут сократить время отключения и ремонта, поддерживать уровень напряжения и улучшать управление активами. Расширенная система автоматизации распространения данных в режиме реального времени с датчиков и счетчиков для определения местоположения сбоя, автоматической реконфигурации фидеров, оптимизации напряжения и реактивной мощности или управления распределенной генерацией.
Технологии датчиков могут обеспечить техническое обслуживание сетевых компонентов на основе условий и производительности, оптимизировать производительность оборудования и, следовательно, эффективное использование активов.
Расширенная измерительная инфраструктура
Расширенная измерительная инфраструктура (AMI) включает в себя развертывание ряда технологий - в дополнение к передовым или интеллектуальным счетчикам, которые обеспечивают двухсторонний поток информации, предоставляя клиентам и коммунальным предприятиям данные о цене и потреблении электроэнергии, включая время и количество электроэнергии потребляются.
AMI предоставит широкий спектр функций:
- Дистанционные сигналы потребительских цен, которые могут предоставить информацию о ценах времени использования.
- Возможность собирать, хранить и сообщать данные о потреблении энергии потребителя за любые требуемые временные интервалы или около реального времени.
- Улучшена диагностика энергии из более подробных профилей нагрузки.
- Возможность дистанционно идентифицировать местоположение и степень отключений через функцию измерения, которая посылает сигнал, когда измеритель гаснет и когда питание восстанавливается.
- Удаленное подключение и отключение.
- Обнаружение потерь и краж.
- Возможность для розничного поставщика энергетических услуг управлять своими доходами за счет более эффективного сбора наличных денег и управления долгом.
Электрическая зарядная инфраструктура
Инфраструктура зарядки электромобилей обрабатывает биллинг, планирование и другие интеллектуальные функции для интеллектуальной зарядки (с сеткой в автомобиль) при низком потреблении энергии. В долгосрочной перспективе предполагается, что большая установка для зарядки обеспечит дополнительные вспомогательные услуги энергосистемы, такие как резерв мощности, пиковое нагрузочное бритье и регулирование от сети к сети.
Это будет включать взаимодействие как с AMI, так и с клиентскими системами.
Системы на стороне клиента
Системы на стороне клиента, которые используются для управления потреблением электроэнергии на промышленных, служебных и жилых уровнях, включают системы управления энергией, устройства хранения энергии, интеллектуальные устройства и распределенную генерацию.
Повышение энергоэффективности и сокращение пикового спроса можно ускорить с помощью домашних дисплеев / панелей энергосбережения, интеллектуальных приборов и локального хранилища.
Реакция спроса включает в себя как ручную реакцию клиента, так и автоматические, чувствительные к цене устройства и термостаты, которые подключены к системе управления энергией или управляются сигналом от утилит или системного оператора.
Резюме
| Технологическая область | аппаратные средства | Системы и программное обеспечение |
|
Широкомасштабный мониторинг и контроль |
Измерительные блоки Phasor (PMU) и другое сенсорное оборудование | Надзорный контроль и сбор данных (SCADA), широкомасштабные системы мониторинга (WAMS), адаптивная защита, контроль и автоматизация (WAAPCA), широкомасштабная ситуационная осведомленность (WASA) |
|
Информация и связь интеграция технологий |
Коммуникационное оборудование (несущая силовой линии, WIMAX, LTE, сеть радиочастотной сети, сотовая связь), маршрутизаторы, реле, коммутаторы, шлюзы, компьютеры (серверы) | Программное обеспечение для планирования ресурсов предприятия (ERP), система информации о клиентах (CIS) |
|
Возобновляемые и распределенные интеграция поколений |
Оборудование для кондиционирования воздуха для обеспечения бесперебойной электросети и сетки, аппаратуры связи и управления для создания и использования технологии хранения |
Система управления энергией (EMS), система управления распределением (DMS), SCADA, географическая информационная система (ГИС) |
| Улучшение передачи | Сверхпроводники, FACTS, HVDC | Анализ стабильности сети, автоматические системы восстановления |
|
Распределительная сетка управление |
Автоматические редукторы, переключатели и конденсаторы, дистанционно управляемая распределенная генерация и хранение, трансформаторные датчики, датчики проводов и кабелей | Географическая информационная система (ГИС), система управления распределением (DMS), система управления отключением (OMS), система управления персоналом (WMS) |
|
Расширенный замер инфраструктура |
Смарт-метр, домашние дисплеи, серверы, реле | Система управления данными счетчика (MDMS) |
|
Электрическая зарядка автомобиля инфраструктура |
Инфраструктура зарядки, батареи, инверторы | Энергобиллинг, интеллектуальная тарификация между сетями и транспортными средствами (G2V) и разборка транспортных средств между сетями (V2G) |
| Системы на стороне клиента | Интеллектуальные устройства, маршрутизаторы, домашние дисплеи, системы автоматизации зданий, тепловые аккумуляторы, интеллектуальный термостат | Энергетические приборные панели, системы управления энергией, энергетические приложения для смартфонов и планшетов |
Ресурс: Дорожная карта технологий - Smart Grids (т.е. Международное энергетическое агентство)