Интеллектуальные системы на всех уровнях энергосети от Eaton

Интеллектуальные системы на всех уровнях энергосети от Eaton

Ввиду увеличения доли децентрализованной выработки электричества, в том числе из энергии ветра, солнца, тепловой энергии, биомассы и геотермической энергии, а также децентрализованного аккумулирования энергии кардинальным образом меняются и требования к сети. Вместо привычной центральной выработки электричества на станциях с использованием атомного топлива, угля или природного газа электроэнергия будет вырабатываться в разных местах и в разное время вводиться в сеть. Это значительно усложняет работу энергетических компаний и требует введения изменений на разных уровнях выработки и управления энергией.

К необходимым изменениям относится, помимо распределения избыточного количества энергии, создание инфраструктуры обмена данными, которая бы создала возможность интеллектуальной связи между компонентами системы. Для этого необходимо создать соответствующее программное обеспечение, которое будет связывать выработку энергии в прерывистом режиме и периодическое энергопотребление при сохранении заданных значений напряжения и частоты.

Интеллектуальный счетчик (Smart Meter) – основной компонент системы

Ключевым моментом в развитии интеллектуальных систем стала новая инфраструктура учета энергопотребления (Advanced Metering Infrastructure), к которой принадлежат интеллектуальные счетчики. В рамках принятия Руководства ЕС об энергетических услугах (Energy Services Directive) правительство Германии постановило, что предлагать свои приборы учета электроэнергии и газа могут все поставщики на конкурентной основе. С 2010 года все операторы пунктов измерений должны информировать своих клиентов о возможности установки интеллектуальных счетчиков. Эти счетчики позволяют записывать все необходимые данные и обеспечивают двухсторонний обмен данными между энергетической компанией и потребителем, который может представлять собой как частное лицо, так и промышленное предприятие. Упор делается на то, что в области высокого напряжения и на уровне контроля и сбора данных уже осуществляется внедрение интеллектуальных систем, и сейчас нужно расширить распространение интеллектуальных решений и на системы потребителей. Но и на внедрении интеллектуальных счетчиков нельзя останавливаться: чтобы оптимизировать расходы энергии, необходимы новые решения для жилых домов, офисных зданий и промышленных предприятий, которые будут приводить в соответствие отдельные приборы или системы внутри здания или предприятия.

Компания Eaton является международным поставщиком систем энергоснабжения и энергораспределения уже много лет и стремится в своей деятельности применять решения по модернизации и интеллектуальному управлению энергией. В центре предпринимательской деятельности представлены интеллектуальные решения для конечных пользователей и приборов низкого и среднего напряжения. На сегодняшний день компания предлагает готовые системы интеллектуального учета с использованием зарекомендовавших себя технологий. Примерами служат автоматика для зданий и промышленного применения, системы автоматизированного распределения, интеллектуальные приборы учета, а также подключение погрузочных устройств для электроподвижного состава и систем для возобновляемых источников энергии к сети – например, на основе фотовольтаики.

Автоматизация зданий и интеллектуальный учет

Система «xComfort» – это беспроводная система для интеллектуальной автоматизации зданий, которая уже прошла проверку временем – она применяется с 2003 года для многих видов систем. Клиенты могут составлять свою систему из набора компонентов, таких как датчики и приводные механизмы, и в выборе соединений этих компонентов – например, кондиционеров, жалюзи или систем освещения. При совместной работе этой системы с интеллектуальными счетчиками и проявляется эффективность систем автоматизации зданий. Компания Eaton работает в этой области совместно со своими партнерами, одним из который является Echelon Corp. Интеллектуальный счетчик Echelon не только измеряет количество потребляемой энергии, но с помощью встроенной системы xComfort может вычислять стоимость энергии, потребляемой присоединенными приборами, в соответствии с действующими тарифами на электроэнергию. Система удаленно предоставляет пользователю информацию и возможностях по управлению потреблением и извещает о потреблении электроэнергии различными приборами, такими как телевизоры и компьютеры. Также система может управлять включением и отключением интеллектуальных устройств, таких как стиральные и посудомоечные машины, станции зарядки для автомобилей – эти приборы могут быть включены во время действия минимального тарифа.

Открытость и жесткая обратная связь данных о потреблении возможны уже сегодня при применении технологий Eaton. Становятся известны моменты пиковых нагрузок, и при высоком уровне информированности потребитель сможет принимать обоснованные решения: скоро будут доступны такие функции, как гибкие тарифы, динамическое дифференцирование цен, профиль нагрузок и пороговые мощности. В среднесрочной перспективе планируется интеграция с интеллектуальными бытовыми электроприборами или зарядными станциями для электромобилей. Это будет большим шагом в уравнивании выработки и потребления энергии.

Интеллектуальные решения для области средних напряжений

Если приборы низкого напряжения уже обладают определенной «интеллектуальностью», то для области средних напряжений еще требуется доработка – развитие систем обмена данными с устройствами мониторинга и регистрации данных. При неполадках энергетическая компания точно знает, где в сети произошел сбой, но не обладает информацией о том, что произошло на отрезке среднего напряжения (приблизительно на последних 50 км), какие пользователи подключены, а у каких нет электричества. По оценке компании Eaton сегодня только около 5-15% щитов управления автоматизированы. И это при том, что некоторые страны менее прогрессивны в этой области. Это означает, что большая часть вторичных распределительных пунктов работает в ручном режиме, то есть энергетическая компания должна направлять своих специалистов на трансформаторную станцию для принятия соответствующих мер, а это связано с временными и материальными затратами. Поэтому важнейшим первым шагом является создание новой конфигурации сети и оснащение минимум 20% кольцевых распределительных станций пунктами сбора данных (Remote Terminal Units). C помощью этих пунктов сбора данных в удаленном режиме должны отслеживаться такие исходные данные, как уровень напряжения, изменения нагрузки и температура. Основным показателем является средний индекс длительности прерываний в работе системы (System Average Interruption Duration Index, SAIDI), который отражает надежность предприятия бытового обслуживания.

И для этой области специалисты уже предлагают свои решения. В рамках программы по созданию новых экологичных продуктов без SF6 разработано новое поколение безопасных и надежных кольцевых распределительных устройств. Система Xiria от Eaton уже готова предложить свои продукты для полностью автоматизированных сетей. В зависимости от необходимого количества точек дистанционной сигнализации и дистанционного управления предлагаются различные варианты модульных систем для внедрения и модернизации. Система Xiria подходит как для компактных трансформаторных станций для распределения энергии, проходных станций электроснабжения, так и для промышленных предприятий и децентрализованных электростанций, например, ветряных. Однако планируется дальнейшее развитие – в будущем решения для кольцевых распределительных устройств должны охватывать и интеллектуальные измерительные устройства.

Подводя итоги

Основа внедрения интеллектуальных сетей в Германии уже заложена. По мнению специалистов компании Eaton, уже сегодня доступны технические решения для повсеместного внедрения интеллектуальных решений на последних 50 км до зданий и установок. Осталось преодолеть препятствия, касающиеся инфраструктуры, европейского и государственного законодательства, и Германия будет готова к использованию интеллектуальных сетей.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?