Шесть инноваций распределительной сети будущего

26.04.2024 Проникновение технологий умных сетей и те возможности, которые они открывают, уже начало влиять на энергосистемы и энергорынки многих стран, изменяя как технические, так и экономические аспекты деятельности электрораспределительных компаний. Коллектив с кафедры электротехники и вычислительной техники Университета Небраски-Линкольна и компании Quanta Technology обнародовали в швейцарском научном издании Energies исследования о будущем распределительных сетей и розничных рынков электроэнергии The Next-Generation Retail Electricity Market in the Context of Distributed Energy Resources : Vision and Integrating Framework.

Исследователи пришли к выводу, что распространение т.н. распределенной генерации существенно изменит привычные нам сети, системы распределения и продажи электроэнергии. В частности, авторы выделяют шесть инноваций, которые изменят сектор электрической дистрибуции в последующие годы.

1. Системы распределенной генерации

За последние несколько лет системы распределенной генерации стали более эффективными и доступными. Сегодня наиболее часто используемыми системами распределенной генерации во всем мире фотоэлектрические системы. Используются как постоянно подключены к электросети фотоэлектрические системы, так и гибридные, которые могут работать как при подключении к сети, заряжающие батареи в периоды низких цен на электроэнергию и разряжая их в течение периодов высоких цен на электроэнергию, так и работать в режиме «off-grid» .

Другие типы существующих чистых систем распределенной генерации, такие как ветровые и водородные топливные элементы, нуждающихся в улучшении гибкости и доступности. Развитие инновационных и чистых систем распределенной генерации будет способствовать расширению доли экологической энергии в распределительной сети. Силовая электроника систем распределенной генерации должна быть разработана таким образом, чтобы эффективно обеспечивать высокое качество электропитания, регулирования напряжения и вспомогательные услуги. В частности, фотоэлектрические инверторы должны уменьшать повышение напряжения, вызванное обратным потоком мощности из фотоэлектрических систем, через эффективные стратегии управления системой.

2. Системы хранения энергии

Хорошим примером технологий хранения электрической энергии, значительно улучшились за последние несколько лет, является литий-ионные батареи. Однако не все технологии являются широко доступными и экономически целесообразными. Расходы, удельная энергия, удельная мощность, безопасность, производительность и продолжительность эксплуатации систем хранения энергии все еще нуждаются в совершенствовании, поэтому их следует тщательно учитывать для того, чтобы эти системы стали широко применяться в распределительной сети и таким образом увеличивать гибкость систем распределенной генерации.
Розничный рынок электроэнергии следующего поколения будет опираться на эффективные и доступные технологии хранения энергии для управления большой долей ресурсов с неравномерной генерацией. Кроме того, другие существующие системы хранения энергии, такие как маховики и суперконденсаторы,

3. Электромобили, которые подключаются к сети

Продажи таких электромобилей увеличились за последние несколько лет. Подключены к сети электромобили могут предоставлять важные распределены энергоресурсы, поскольку они могут работать как системы хранения энергии на диспетчеризацию и компенсацию нагрузки. В то время, когда электромобили не используются для поездок, они могут участвовать в программах реагирования на изменения спроса и способствовать снижению пиковой нагрузки во время зарядки, а также могут работать в режиме автомобиль-сеть (vehicle-to-grid, V2G), когда заряженный электромобиль обеспечивает такие потребности электросети, как поставки энергии, регулирования напряжения и поддержка реактивной мощности.

Электромобили также могут работать в режиме автомобиль-здание (vehicle-to-building), и обмениваться энергией с зарядными станциями и другими электромобилями. Электромобили смогут способны стать крупномасштабными поставщиками распределенных энергоресурсов благодаря развитию технологии хранения энергии, информационных и коммуникационных технологии, регуляторным инициативам, а также государственным и частным стимулам и инвестициям, направленным на повышение технических характеристик и оперативной совместимости сетей при снижении затрат. Улучшение функциональных возможностей и схемы взаимодействия с сетью существующих зарядных станций для электромобилей является первым шагом в этом направлении. направленным на повышение технических характеристик и оперативной совместимости сетей при снижении затрат.
Улучшение функциональных возможностей и схемы взаимодействия с сетью существующих зарядных станций для электромобилей является первым шагом в этом направлении. направленным на повышение технических характеристик и оперативной совместимости сетей при снижении затрат. Улучшение функциональных возможностей и схемы взаимодействия с сетью существующих зарядных станций для электромобилей является первым шагом в этом направлении.

4. Микросети

Распространение распределенных энергоресурсов и ужесточение требований конечных потребителей по надежности, устойчивости, качества электроэнергии и эффективности привело к росту интереса как к коммунальным, так и в клиентских микросети как средства для использования некоторых ключевых преимуществ распределенных энергоресурсов. Технологии распределенных энергоресурсов быстро развивающихся, так же как и стандарты и соответствующие технические аспекты, необходимые для развертывания микросети.
Но действующие нормативные рамки не позволяют решать проблемы, связанные с внедрением микросети. До сих пор не определен ряд аспектов, в том числе гарантии выполнения обязательств, обязательства и участие поставщиков третьей стороны в микросети сообщества или производителей электроэнергии и др.

5. Умные системы энергоменеджмента

С помощью таких систем будет осуществляться координация производства, потребления, хранения и обмена энергоресурсов с энергосистемой. Это позволит распределенным энергоресурсам активно участвовать в розничном рынке электроэнергии.
Будущие умные системы энергоменеджмента будут разработаны таким образом, чтобы минимизировать затраты на закупку, максимизировать доходы и энергоэффективность, сохраняя при этом приемлемый уровень комфорта клиентов и обеспечивать двусторонний поток энергии и информации, что позволит агентам распределенных энергоресурсов напрямую взаимодействовать с другими рыночными агентами. В разумные системы энергоменеджмента будут встроены такие алгоритмы принятия решений, которые позволят удовлетворить потребности конкретных потребителей и обеспечить необходимые сервисы для сети.

6. Умные нагрузки

Будущие низковольтные нагрузки, такие как электрические транспортные средства, отопление, вентиляция и системы кондиционирования воздуха, системы освещения и бытовые приборы должны быть разработаны так, чтобы обеспечить доступность, гибкость, энергоэффективность и легкую коммуникацию с умными системами энергоменеджмента распределенными энергоресурсами через адаптивное и своевременное управления мощностью. автор (author): ARTROSTRA