Но необходимы дополнительные исследования и разработки для поддержки развертывания интеллектуальных сетей под руководством коммунальных предприятий на всей территории Соединенных Штатов, заключили лидеры демонстрационного проекта интеллектуальных сетей северо-западного Тихоокеанского региона.«Демонстрация Smart Grid на северо-западе Тихоокеанского региона, являясь одним из крупнейших и наиболее сложных демонстрационных проектов в стране на сегодняшний день, имела большой успех, а также позволила выявить множество возможностей для роста», — сказал директор проекта Рон Мелтон из Battelle, который руководил проектом от имени региона и Управление по поставке электроэнергии и энергетической надежности Министерства энергетики.
«Знания, полученные в рамках этого проекта, помогут подготовить регион и страну к светлому энергетическому будущему, которое укрепит нашу экономику, защитит окружающую среду и повысит качество нашей жизни».Обширные результаты проекта представлены в 840-страничном документе под названием «Отчет об эффективности технологий». Отчет включает в себя краткое изложение основных выводов, главы для каждого из 11 тестовых участков проекта и результаты, связанные с энергосбережением и эффективностью, надежностью и новым подходом к управлению энергопотреблением, называемым трансактивным контролем, который был сердцевиной всего проекта.
Сохранение энергии ДеньгиВ рамках проекта оценивались 55 различных технологий, многие из которых показали, что они могут снизить потребление энергии и, возможно, также сократить счета за электроэнергию. Степень экономии варьируется в зависимости от технологии и места проведения испытаний, как показано в следующих примерах:Интеллектуальные счетчики с возможностью удаленного доступа позволили Avista Utilities немедленно запускать и останавливать электрическое обслуживание в Пуллмане, штат Вашингтон, что, по сообщениям коммунального предприятия, сэкономило время своих клиентов и могло устранить 2 714 обращений за обслуживанием в год и сэкономить около 235 000 долларов в год.
Батарея мощностью 5 мегаватт и 1,25 мегаватт-часа, установленная в Салеме, штат Орегон, могла бы сэкономить Portland General Electric до 146 000 долларов в год, предоставляя альтернативный источник энергии в периоды экстремальных пиковых нагрузок до 300 раз в год.Управление напряжением снизило напряжение распределительной системы Avista на 2,1 процента, что, как ожидается, приведет к ежегодной экономии энергии примерно на 7,8 гигаватт-часов и сокращению годовых затрат на фидерные распределительные линии Pullman на 500 000 долларов.
Тесты также показали, что некоторые технологии могут повысить надежность:Компания NorthWestern Energy определила, что установленная система обнаружения, изоляции и восстановления неисправностей значительно сократила два отключения электроэнергии. В июне 2013 года отключение электроэнергии в Хелене, штат Монтана, длилось всего 51 секунду для клиентов, обслуживаемых линией подачи электроэнергии, подключенной к системе обнаружения неисправностей, в то время как клиенты, обслуживаемые другой линией, находились в неведении в течение 119 минут.Avista сообщила, что система обнаружения, изоляции и восстановления неисправностей, а также другие установленные ею улучшения надежности привели к сокращению простоев в среднем на 17% и более чем на 12% в год, а также к сокращению времени простоя на 353 336 минут в период с августа 2013 года по декабрь 2014 года.
Idaho Falls Power неофициально сообщила, что могла бы сократить количество услуг для необходимого снижения мощности во время резкого похолодания в декабре 2013 года, если бы на ее территории были установлены интеллектуальные сетевые технологии.Трансактивные контрольные работыПроект также продемонстрировал концепцию работ по трансактивному контролю и потенциально дает много преимуществ для региональной энергосистемы.
Трансактивный контроль, первоначально разработанный Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, включает автоматические электронные транзакции между поставщиками энергии и пользователями о том, продавать или покупать электроэнергию. Эти транзакции предназначены для повышения энергоэффективности и надежности, снижения затрат на электроэнергию и расширения использования возобновляемых источников энергии.
Для проверки концепции в проекте использовались трансактивные сигналы, которые представляли прогнозируемую цену и доступность электроэнергии в настоящее время и на несколько дней вперед. Транзакционные сигналы проекта обновлялись каждые пять минут и отправлялись участвующим коммунальным предприятиям.
Когда трансактивные сигналы предсказывали пиковое потребление мощности и, следовательно, высокие затраты, технологии интеллектуальных сетей проекта были разработаны для снижения энергопотребления.Чтобы помочь протестировать технологию трансактивного управления, компания Alstom Grid построила модель региональной сети. Модель работала параллельно с реальной сеткой, используя как реальные данные, так и оценки.
Анализ показал, что переходные сигналы правильно указали бы, что оборудование интеллектуальной сети изменило свою работу в течение двух критических моментов в реальной региональной сети:Неожиданный сбой на атомной электростанции в штате Вашингтон 5 февраля 2014 г., когда мощность электростанции упала до половины своей нормальной генерирующей мощности.Внезапное усиление ветров 15 февраля 2014 г., пик выработки энергии ветра составил 2884 МВт.
«Такие драматические события, как эти, обычно не были бы в поле зрения отдельных коммунальных предприятий, но могут значительно повлиять на их работу», — сказал Мелтон. "Возможность реагировать на такие события с помощью транзакционных сигналов демонстрирует важность общесистемного транзакционного взаимодействия.«Это также представляет собой важный шаг к будущему, в котором конечные пользователи могут быть оснащены и уполномочены играть активную роль в использовании энергии».Чтобы оценить потенциальное влияние трансактивного контроля за пределами проекта и для всего Северо-Запада, IBM создала другую модель, которая быстро смоделировала различные сценарии в региональной сети. Испытания, проведенные на этой модели, показали, что пиковая потребность Северо-Запада в электроэнергии может быть снижена примерно на 7,8 процента, если 30 процентов региональной электросети будет использовать трансактивное оборудование, реагирующее на спрос.
Это моделирование также показало, что подходы к трансактивной энергии могут снизить общие затраты на электроэнергию на Северо-Западе за счет использования энергии ветра, когда она в изобилии и недорога.Уроки выученыКак это принято в научных исследованиях, не все тесты проекта прошли так, как ожидалось. Такие открытия дают важное представление о проблемах, которые необходимо преодолеть, прежде чем можно будет провести модернизацию национальной энергосистемы.
Основные извлеченные уроки включают:Необходимы более совершенные инструменты для обеспечения высокого качества данных интеллектуальной сети и правильной работы оборудования, генерирующего эти данные. Многие участники не были готовы справиться с наплывом данных и иногда неправильно маркировали данные с неправильными единицами измерения или временем.Технологии интеллектуальных сетей должны быть разработаны для совместной работы, а стандарты технологий интеллектуальных сетей должны развиваться и дальше.
Это уменьшило бы огромные усилия, необходимые участникам проекта для совместной работы оборудования различных поставщиков.Технологии интеллектуальных сетей и их рынки должны развиваться и стабилизироваться для успешного развертывания интеллектуальных сетей. Некоторые производители вышли из бизнеса или перестали обслуживать свою продукцию, а часть оборудования просто вышла из строя.
Участие общественности является ключом к успешному развертыванию интеллектуальной сети, хотя универсального подхода не существует. Компания Flathead Electric из Montana создала удобный для клиентов бренд Peak Time, а Вашингтонский университет использовал социальные сети и конкурсы для общения со студентами.Следующие шагиНесмотря на то, что демонстрационный проект подошел к концу, работа по умным сетям на региональном и национальном уровнях продолжается.
Например, несколько участников проекта самостоятельно продолжают программы умных сетей:Idaho Falls Power планирует реализовать энергосберегающее снижение напряжения во всей системе распределения электроэнергииFlathead Electric установит 1000 устройств управления нагрузкой на водонагреватели в жилых домах и малых предприятиях ежегодно в течение следующих пяти лет.
Avista Utilities установит средства контроля напряжения и технологии обнаружения, изоляции и восстановления неисправностей на всей территории обслуживания и в 2016 году приступит к установке интеллектуальных счетчиков для своих клиентов в Вашингтоне.«Установленное для этого проекта оборудование на 80 миллионов долларов дает Северо-Западу ключевую возможность продолжить и расширить интеллектуальное управление энергопотреблением, при этом региональные налогоплательщики являются конечным бенефициаром», — отметил Мелтон.
Новые проекты также реализуются лидерами штатов и федерального правительства. Департамент торговли штата Вашингтон, Управление электроснабжения и надежности энергоснабжения Министерства энергетики и Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии финансируют проекты умных сетей через государственную программу фондов чистой энергии. И Министерство энергетики создало Консорциум лабораторий модернизации энергосистемы, чтобы собрать вместе ведущих экспертов и ресурсы для совместной работы по модернизации национальной энергосистемы.
Больше информации:«Отчет о производительности технологий», технические результаты демонстрационного проекта интеллектуальных сетей Тихоокеанского Северо-Запада, опубликованы в Интернете 8 июля 2015 г., https://www.smartgrid.gov/document/Pacific_Northwest_Smart_Grid_Technology_Performance.html«Technology Performance Report Highlights» — краткое изложение результатов демонстрационного проекта Smart Grid на северо-западе Тихоокеанского региона, опубликованное в Интернете 9 июля 2015 г., http://www.pnwsmartgrid.org/docs/PNW_SGDP_AnnualReport.pdfВеб-сайт демонстрационного проекта Smart Grid Тихоокеанского Северо-Запада: http://www.pnwsmartgrid.org/