13 апреля 2009 года

Новые технологии прокладывают путь для создания в США “умной электросети”

(В проектах, осуществляемых по всей стране, применяются передовые инструменты и методы)

Умная электросеть в Канзасе включает источники ветровой энергии на ферме Elk River

Вашингтон. По всем Соединенным Штатам электрические компании, университеты, национальные лаборатории, государственные регулирующие органы и частные фирмы совместными усилиями разрабатывают и демонстрируют в ограниченных масштабах возможности ключевых технологий, которые обещают вывести в 21-й век стареющую электроэнергетическую инфраструктуру страны.

Эти экспериментальные проекты являются частью более широких планов Министерства энергетики США (МЭ) и межведомственной Рабочей группы, направленных на превращение старой энергосети – которая сейчас обеспечивает электроэнергией 142 миллиона домов, предприятий и государственных учреждений – в “умную электросеть” в общенациональном масштабе.

Модернизированная сеть будет автоматизированной и в значительной степени распределенной. Потоки электроэнергии и информации будут поступать от электрических компаний к потребителям и обратно. Станет возможно контролировать все элементы сети – от работы электростанций до предпочтений клиентов и потребления электроэнергии индивидуальными устройствами. В сети будет интегрироваться электроэнергия, вырабатываемая с помощью ветра, солнца, биомассы и даже возвращаемая от гибридных и электрических автомобилей (см. статью “Американская энергосистема начинает долгий переход к “умной электросети”).

Некоторые штаты, включая Техас, Калифорнию, Огайо, Нью-Джерси, Иллинойс, Нью-Йорк и другие, пытаются шире внедрять инструменты и технологии умной энергосети, и некоторые возможности таких технологий уже сейчас можно увидеть в действии в рамках девяти проектов, совместно финансируемых Министерством энергетики и партнерами.

ИНВЕСТИРОВАНИЕ В УМНУЮ ЭНЕРГОСЕТЬ

В апреле 2008 года Министерство энергетики объявило об инвестировании до 50 млн. долларов на протяжении пяти лет в девять крупных, отобранных на конкурсной основе демонстрационных проектов умной сети на базе интеграции возобновляемых источников энергии и распределенных систем. Проекты официально стартовали в октябре 2008 года.

“В каждый проект вложено от 10 млн. до 20 млн. долларов, – рассказал веб-сайту America.gov Стив Пуллинз, президент базирующейся в штате Теннесси компании Horizons Energy Group, – причем электрические компании и их партнеры представили на конкурс на порядки больше проектов”, чем позволял объем средств, которыми располагало Министерство энергетики для совместного финансирования.

Электрик прокладывает новые линии умной электросети в Боулдере, Колорадо

Фирма Horizon выступает в роли партнера в одном из проектов МЭ – Beach Cities Microgrid компании San Diego Gas & Electric – и является консультантом по умной сети Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США. Horizon также возглавляет группу, которая занимается разработкой в Западной Вирджинии первой умной энергосети в масштабах штата.

Партнеры проектов МЭ предложили интегрировать возобновляемые источники, распределенные средства выработки, средства хранения электроэнергии, технологии рекуперации тепла и механизмы реагирования на спрос в единую систему распределения и передачи электроэнергии, которая позволит компаниям справляться с пиковыми нагрузками.

В контексте умной сети понятие реагирования на спрос предполагает наличие автономных механизмов, выдающих потребителям рекомендацию сокращать потребление энергии в пиковые периоды. Когда энергопотребление достигнет пика, умная сеть отправит, например, в подключенные к ней кондиционер воздуха и сушилку для белья цифровое сообщение с просьбой снизить потребление энергии. Потребители будут иметь возможность отклонять подобные просьбы.

Каждый проект МЭ нацелен на снижение пикового потребления в питающих линиях потребителей по крайней мере на 15 процентов.

СОКРАЩЕНИЕ СПРОСА

В Сан-Диего проект Beach Cities Microgrid призван доказать эффективность интеграции многочисленных распределенных энергетических ресурсов с высокотехнологичными средствами управления и связи. Целью является повышение надежности системы и снижение пиковых нагрузок на компонентах сети, таких, как питающие линии и подстанции.

В Западной Вирджинии проект Super Circuit компании Allegheny Energy позволит повысить надежность и безопасность схемы распределения энергии благодаря интеграции современных технологий мониторинга, управления и защиты. В схему будут включены биодизельный электрогенератор и энергонакопитель с передовой измерительной инфраструктурой (“умными счетчиками”), а также система связи, которая будет оперативно прогнозировать и обнаруживать проблемы с сетью и помогать устранять их.

В штате Колорадо город Форт-Коллинз и городская электрическая компания поддерживают несколько инициатив по экологически чистым источникам энергии. Одна из них связана с интеграцией около 30 разных видов ресурсов, включая возобновляемые источники энергии, такие, как солнечные и ветровые электростанции, на пяти объектах клиентов. Эти и другие распределенные ресурсы будут интегрированы в систему распределения электричества для обслуживания городского района с нулевым энергетическим балансом, получившего название FortZED.

Гавайский университет продемонстрирует платформу для системы управления распределением энергии, в которую включены “умный счетчик” в качестве домашнего портала регулирования потребления, домашняя автоматика энергосбережения, система оптимального регулирования распределенного производства энергии, хранения и нагрузок в системе, а также средства управления, обеспечивающие взаимодействие системы распределения с другими системами в основной энергосети.

Программа Perfect Power Иллинойского технологического института продемонстрирует прототип системы, которая использует передовые технологии для создания микросетей, способных реагировать на условия в основной сети, повышая ее надежность и снижая спрос на электроэнергию.