Научные идей – ветры, надувающие паруса корабля; ветер, правда, иногда топит корабль, но без него корабль не мог бы плыть.

 

Связь с редакцией
Рассылка новостей

Виртуальные электростанции - идеи и решения

12.12.2019 14:28
Статья подготовлена Аристовой Н.И. и Чадеевым В.М.

(ИПУ РАН)

Введение

Современные электростанции стабильно вырабатывают электроэнергию и поставляют ее на промышленные и социальные объекты. Без электроэнергии жизнь человека XXI века просто немыслима. Работа электростанций при этом связана с рядом проблем, среди которых скачки потребления. Главной причиной изменения во времени нагрузки в электрической сети является хаотичное включение/отключение потребителей. Нагрузка изменяется в связи со сменой времен года: в жару мы пользуемся кондиционерами, а в холодное время – обогревателями, а также ежедневно, когда люди собираются на работу, а вечером отдыхают после трудового дня.

В случае аварии на одной подстанции нагрузка перераспределяется между соседними участками сети. Нередко это приводит к эффекту веерных отключений, когда перегрузка одного узла вызывает последовательную перегрузку остальных. Для предотвращения подобных ситуаций поставщики электроэнергии резервируют 10…15 % мощности. Чаще всего эти резервы остаются невостребованными и для предприятия переходят в графу убытков.

В последнее время очень актуальной темой является использование возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ) благодаря ряду их преимуществ, в числе которых отсутствие выбросов в атмосферу, сохранность природных ресурсов, простота развертывания. Но количество электричества, вырабатываемое ВИЭ, сильно зависит от времени года, погоды и множества других факторов. При этом потребление электричества меняется в широких пределах, и пиковый объем потребления может прийтись на минимум генерации, и, наоборот, могут возникнуть излишки электроэнергии, если аккумуляторы заряжены, а источник электроэнергии продолжает ее вырабатывать, например, ветер не утихает.

Для использования преимуществ традиционных и возобновляемых источников электроэнергии и устранения их недостатков целесообразно реализовывать концепцию виртуальной электростанции.

Виртуальная электростанция

Виртуальная электростанция (ВЭ) совокупно объединяет множество территориально разнесенных источников электроэнергии в единую сеть, которая обеспечивает стабильное электроснабжение за счет выявления причины пиковой нагрузки и сглаживает скачки потребления. Концепция ВЭ позволяет объединить распределенные ВИЭ с традиционными электростанциями.

В состав ВЭ входят (рисунок):

  • источники энергии (возобновляемые и традиционные);
  • потребители электричества (промышленность, население);
  • система накопления энергии;
  • датчики Industrial Internet of Things (IIoT) для сбора информации и управления работой потребителей. Такими датчиками оснащаются все компоненты ВЭ, так как системе требуется подробная информация о выработке и потреблении. Датчики IIoT уведомляют систему о том, что накопительные аккумуляторы заряжены полностью и нужно устранить избыток генерации. Например, они понизят температуру в отопительной системе в случае потепления или отрегулируют работу промышленного оборудования без нарушения хода технологических процессов;
  • ПО, управляющее работой энергосети. Важной особенностью ВЭ является возможность осуществлять дистанционное управление энергопотоками с помощью современных программных систем, предоставляющих конечному пользователю данные, необходимые для принятия решения, а также быстро реагировать на постоянно меняющуюся нагрузку. Как правило, данное ПО реализуется на базе искусственного интеллекта с использованием технологий обработки больших данных.
  • Подробнее о решениях по автоматизации для виртуальных электростанций, а также о примерах пилотных и реализованных проектов читайте в статье Аристовой Н.И., Чадеева В.М. «Виртуальные электростанции – идеи и решения» в журнале «Автоматизация в промышленности», №11, 2019.

    Мнение специалиста

    Адрес редакции: 117997, Москва, Профсоюзная ул., д. 65, оф. 360
    Телефон: (926) 212-60-97.
    E-mail: info@avtprom.ru или avtprom@ipu.ru

    © ООО Издательский дом "ИнфоАвтоматизация", 2003-2021 гг.

    Rambler`s Top100 Rambler`s Top100
    Рейтинг@Mail.ru
    РассылкиSubscribe.Ru
    Автоматизация в
    промышленности