Идея интеллектуальной сети, которая может обрабатывать потоки электроэнергии не только от энергокомпании к нашим домам, но и от наших домов к энергокомпании, существует уже много лет. Помимо других преимуществ, такая сеть повысит эффективность использования возобновляемых источников энергии и накопителей. Но на сегодняшний день интеллектуальная сеть является в основном концептуальной.
Новое исследование показывает, что в ближайшем будущем он может перейти от концепции к реальности, используя уже существующие технологии. Ключевой технологией является SST.
Трансформаторы находятся на подстанциях и в распределительных пунктах в более крупной энергосистеме. Обычные трансформаторы преобразуют мощность высокого напряжения, используемую в линиях электропередач, в мощность более низкого напряжения, которую можно безопасно использовать в домах и на предприятиях.
В 2010 году исследователи из Системного центра FREEDM Национального научного фонда в Университете штата Северная Каролина представили первый SST, который не только выполнял все функции традиционного трансформатора, но также мог перенаправлять мощность по мере необходимости, чтобы реагировать на изменения в спросе и предложении.«SST — это фундаментальный строительный блок в концепции интеллектуальных сетей», — говорит Икбал Хусейн, заслуженный профессор электротехники и вычислительной техники ABB в штате Северная Каролина и директор центра FREEDM. «Он может уменьшать напряжение для использования в домах и на предприятиях, но он также может увеличивать напряжение от солнечных панелей или других возобновляемых источников в жилых домах, чтобы подавать эту энергию обратно в сеть.«А поскольку SST — это интеллектуальная технология, она может переключаться между этими двумя функциями по мере необходимости», — говорит Хусейн, соавтор статьи о новом моделировании.
Идея состоит в том, чтобы эти SST работали вместе по всей более крупной энергосистеме для эффективной координации распределения энергии.«Мы знаем, как работают отдельные SST, но с 2010 года вопрос заключался в том, как они могут работать как часть микросети — и как эти микросети могут работать в контексте более крупной сети», — говорит Аранья Чакраборти, доцент кафедры электротехники. и компьютерная инженерия в NC State и соавтор статьи. «Энергетическая отрасль не может позволить себе ошибиться, и мы должны убедиться, что эта концепция повышает эффективность — и, следовательно, стоит инвестиций — без отрицательного воздействия на стабильность и надежность сети».С этой целью исследователи разработали сложную модель, которая имитирует поведение системы распределения электроэнергии с учетом SST, возобновляемых источников энергии и накопления энергии.
Модель масштабируема, поэтому ее можно использовать для прогнозирования поведения систем распределения электроэнергии любого размера.«Используя эту модель, мы обнаружили, что SST могут значительно улучшить функциональность энергосистемы завтрашнего дня», — говорит Чакраборти. «Однако определенные операционные границы должны быть сохранены».
По сути, проектировщики и операторы системы должны будут гарантировать, что система — на каждом уровне — учитывает потребности потребителей в электроэнергии, выработку электроэнергии из возобновляемых источников и емкость накопителей энергии, чтобы избежать предоставления слишком большого или слишком малого количества энергии.«Решение этой проблемы — одна из задач, для решения которых предназначены SST», — говорит Хусейн. «Теперь, когда мы знаем, что сеть будет лучше работать с SST, нашим следующим шагом будет разработка алгоритмов, необходимых для SST, чтобы принимать решения за доли секунды, необходимые для удержания системы в пределах ее рабочих границ — над чем мы уже работаем. Мы планируем продемонстрировать эту возможность менее чем через год и, надеюсь, в течение следующих шести месяцев ».