Подразница: Решења за интеграцију мреже за обновљиве изворе енергије

Подравнац као стратешки капија за интеграцију обновљивих извора енергије

Зашто се подстанције развијају од пасивних чворова до активних интеграционих чворова

Подражне станице су биле само пасивна места где се напон трансформисао, али ствари су се недавно прилично промениле. Сада постају активне интеграционе тачке, управљајући тима двосмерним струјама енергије које долазе од свих соларних панела и ветровинских турбина растрпаних око њих. Зашто? -Не знам. Па, обновљиви извори већ чине око 30 одсто светске електричне енергије према извештају Међународне агенције за енергију из прошле године, и тај број расте док све више региона повезује ове зелене изворе енергије са својим мрежама. Данас су конструкције подстанција опремљене бољим системима за праћење, паметним контролним механизмима и електроном за брз одговор. Ови помажу да се напон одржи стабилан у оквиру око плус или минус 5 одсто, што је веома важно када се бавимо изненадним падовима у соларној производњи на залази сунца или периодима када ветар не дује довољно снажно. Са хибридним инверторима који раде заједно са решенима за складиштење на месту, подстанције могу заправо обезбедити сопствену подршку реактивне снаге и балансирати оптерећења у реалном времену. То значи да су прешли од једноставних елемената инфраструктуре на нешто много одговорније - скоро као нервни систем саме мреже. Такве надоградње помажу да се спрече велики прекиди струје и смањи потрошање енергије у време највишег броја људи.

Студија случаја: Регионална мрежа за ретрофит високонапонске енергије Масцалирање дистрибуиране соларне и ветрове интерконнекције

Поново опремање 345-кВ подстанције од стране једног великог оператера мреже показује како циљана надоградња решавају уплитна угла у међусобној повезивању обновљивих извора енергије. Пре модернизације, кршења напона су порасла за 150% током пик времена соларне генерације. Решења за пост-ретрофит укључују:

• Укупна вредност који омогућава откривање и реаговање на поремећаје у 30 милисекунди
• Динамични системи за рејтингу линија , повећање топлотне капацитете за 25% током периода јаког ветра
• Модуларне трансформаторске банке , подршка поэтапном проширењу капацитета у складу са увођењем пројекта

Ове интервенције су удвостручиле капацитет за прикупљање дистрибуираних енергетских ресурса (ДЕР) и смањиле смањење за 60%. Пројекат потврђује да интелигенција на ивици подстанције претвара ограничења међусобног повезивања у предности отпорности, посебно у регионима у којима променљиве обновљиве изворе енергије прелазе 50% локалне снабдевања.

Решења за инжењерство на нивоу подстанције за интермитентност из обновљивих извора и квалитет енергије

Коло-лоцирани системи за складиштење енергије батерија (БЕСС) на интерфејсу подстанице

Постављање система за складиштење енергије у батерије у подстанцијама пружа нам веома потребну заштиту од уздизања и падова обновљивих извора енергије. Ови системи упиру додатну енергију коју генеришу када су соларни панели сјају или ветровинке се снажно окрећу - то спречава проблеме као што су пренапорна напонност и гужва на мрежи. Затим ослобођују складиштену електричну енергију кад год се производња смањује, одржавајући напоне стабилне широм мреже и уштедећи новац спречавањем губитка енергије. Када се инсталира на нивоу подстанице, БЕСС смањује те досадне губитке преноса које добијамо приликом преноса енергије на дуге растојање. Плус, она делује као централна контролна тачка за различите задатке за подршку мреже, ствари као што су имитирање инерције система и чак покретање мреже након што се деси потпуна ситуација искључења.

Динамичка компензација реактивне снаге: СВЦ-ови, СТАТКОМ-ови и ВАР подршка базирана на инверторима у 138-кВ подстаницама

Када обновљиви извори енергије узрокују промене напона, систем треба да прилагоди реактивну снагу у року од милисекунде како би се све одржало стабилно. На 138кВ подстаницама, инжењери инсталирају статичке ВАР компензаторе (СВЦ) и статичке синхронне компензаторе (СТАТКОМ). Ови уређаји раде или стављајући ВАР-е у мрежу или их извлаче по потреби, што помаже у одржавању одговарајућег нивоа напона и решава проблеме са факторима снаге у складу са стандардима ИЕЕЕЕ 1547-2018 за подршку дистрибуираним енергетским ресурсима. Недавно смо видели да су соларне фарме и системи за складиштење батерија (БЕСС) на мрежи са уграђеном способношћу да сами управљају реактивном енергијом. То значи да је потребно мање специјализованих комада опреме, јер ове нове технологије могу да се баве неким од истих задатака које су традиционално обављали СВЦ и СТАТКОМ. Комбинација старих и нових приступа заправо ради боље из неколико разлога. Она смањује нежељене хармонике у систему, побољшава како опрема управља поремећајима и одржава све у складу, а истовремено омогућава оператерима да учине неопходне прилагођавања када се услови промене.

Дигитална подстаница: Сензори ИОТ-а, мониторинг у реалном времену и у складу са ИЕЕЕ 1547-2018

Видимост мреже и адаптивна контрола путем сензора и ПМУ-а уграђених у подстанице

Сензори на ивици који су уграђени у подстанице заједно са фазорским јединицама за мерење пружају оператерима детаљан увид у ниво напона, струје и промене фреквенције, снимајући све ове податке до микросекундне нивоа. Када се тај ток информација шаље у контролне системе, он омогућава паметне одговоре као што је аутоматско прилагођавање оптерећења када постоје изненадни скокови од соларних панела или флуктуације узроковане ветровинкама. Ово ради у складу са захтевима изреченим у ИЕЕЕЕ 1547-2018, који захтевају одговоре за мање од две секунде за дистрибуиране енергетске ресурсе. Међутим, користи се не ограничавају само на брзе реакције. Постојан надзор помаже да се проблеми открију пре него што постану катастрофе. Термични сензори могу да примете необичне пораста температуре у намотањима трансформатора неколико недеља пре него што се деси стварни неуспех. И ти детектори парцијалног испуштања упиру знаке оштећења изолације много пре него што постане озбиљно. Све ове карактеристике претварају оне које су некада биле пасивне подстанције у активне контролне тачке које одржавају савремене електричне мреже стабилним упркос њиховој све већој зависности од непредвидивих обновљивих извора.

Прогнозирање на основу вештачке интелигенције и координација виртуелне електране на ивици подстанице

АИ трансформира подстанције у нешто много више од пасивних контролних тачака. Постају стварни контролни центри који могу да предвиде шта ће се догодити. Системи машинског учења које сада користимо обучени су на свим врстама података, укључујући прошли временски обрасце, СЦАДА система и како се дистрибуирани енергетски ресурси заправо понашају. Ови модели могу да предвиде када ће соларни панели генерисати енергију и колико ће ветровинске турбине производити око 90 посто времена, понекад чак и три дана пре него што се то догоди. Са таквим унапредшњим знањем, оператери мрежа могу унапред правилно да подесе ствари за контролу напона, да распореде резерве тамо где су им најпотребније и да одлуче када да распореде складишћену енергију. То помаже да се спрече проблеми када обновљиви извори почињу да чине скоро половину електричне енергије у главним енергетским мрежама, према недавним извештајима Међународне агенције за енергију.

ИИ системи на нивоу подстанције помажу у управљању виртуелним електранама (ВПП) које окупљају различите дистрибуиране енергетске ресурсе као што су системи за складиштење батерија (БЕСС), станице за пуњење електричних возила и соларне панеле на крововима. Ови паметни системи раде заједно аутоматски када је то најпотребније. Када постоји велика потражња за електричном енергијом или када се обновљиви извори смањују, софтвер VPP шаље инструкције овим различитим средствима. То помаже да се смањи притисак на електричну мрежу за око 15 до 30 посто у тим критичним тренуцима. Технологија одржава стабилну фреквенцију снаге у оквиру стандарда постављених од стране ИЕЕЕ 1547-2018. И то може уштедети новац - студије из Института Понемон сугеришу да би овај приступ могао да избегне скупе надоградње преносних линија које обично коштају око 740.000 долара по миљи. Са свим овим могућностима које раде заједно, подстанције су постале неопходне тачке где можемо повећати обновљиву енергију без жртвовања поузданости.