Умные сети в энергетике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казахстанский инженерно-педагогический университет дружбы Народов

Умные cети в энергетике

Нарходжаев Э.Х., Базилов Э.

1. Планирование сети

Построение Умной (Smart, Смарт) Сети - это довольно сложная задача, начинающаяся с детальной количественной оценки требований к системе, определения фактических целей, и требуемых для их достижения уровней функционирования. Это сопровождается описанием основных концепций системы и используемого оборудования. В результате возникает необходимость в детальной стратегии построения "умных" сетей - включая и ту часть сети, которая относится к системе снабжения электроэнергией.

Основой проектирования эффективной Умной Сети является детальный анализ требуемого функционирования системы. Это - ключевая задача стратегического планирования сети.

Сохранение неустанного внимания к системе, как к единому целому, гарантирует, достижение необходимого уровня производительности со стороны архитектуры и конфигурации, в также обеспечение соответствия и другим требованиям. Такое решение объединит большинство инновационных технологий производства электроэнергии, ее передачи, распределения и потребления. При этом будут учитываться индивидуальная история каждой системы и ее текущее состояние. В большинстве случаев, переход от сегодняшних систем снабжения электроэнергией к будущим Умным Сетям невозможно совершить за один шаг. Вместо этого требуются планы пошаговой модификации.

2. Системы управления энергией (EMS)

Умная Сеть распределения энергии - Система управления энергией (EMS) умный сеть автоматизация электроэнергия

На электростанциях внимание сконцентрировано на обеспечении надежности подачи энергии, на эффективном использовании ресурсов, и на снижении потерь во время передаче энергии. Система управления энергией (EMS) обеспечивает все это за счет балансирования спроса системы передачи энергии, вырабатывающих энергию организаций, и потребителей. Интеллектуальные обработчики сигналов (IAP) уменьшают критическое время, необходимое для анализа отказов в сети, и принятия соответствующих действий. Они также понижают и риск некорректного анализа отказов. Приложения анализа стабильности напряжения (VSA) выполняются автоматически, и самостоятельно предупреждают оператора до того, как возникнет критическая ситуация, способная нарушить стабильность статического напряжения системы. Это дает оператору время на реакцию, позволяя ему принять превентивные действия, вместо того, чтобы реагировать на отказ в состоянии стресса. Увеличение надежности сети обеспечивается приложениями оптимального потока мощности (OPF), которые непрерывно работают для удержания высокого уровня напряжения в системе, и для устранения состояний нарушения напряжения. Любые меры управления, которые должны быть приняты, могут быть выполнены автоматически в рамках замкнутого цикла управления.

3. Автоматизация и защита "умных" подстанций

Автоматизация и защита подстанций должна быть усилена с тем, чтобы надежно соответствовать более обширным требованиям будущих Умных Сетей. Подстанции находятся в процессе становления узлами информационной сети энергоснабжения, через которую проходит вся информация, от подстанций распределения, до потребителей. Например, данные с устройств автоматизации фидера, информация о качестве электроэнергии, показатели счетчиков потребления, информация от децентрализованных источников энергии, и от систем автоматизации домов - все это будет собираться и анализироваться для улучшения работы системы.

Помимо новых задач, связанных с Умными Сетями, обычные задачи защиты, управления и автоматизации, должны решаться так же надежно и эффективно, как и всегда. Цели для подстанций начинают пересекать границы департаментов, выполняя требования функционирования, обслуживания и безопасности. Реализации умных подстанций и их компонентов должны проектироваться с учетом всеохватывающих представлений и основ. Системы автоматизации умных подстанций поддерживают следующие цели:

-Безопасное и надежное снабжение электроэнергией.

-Гарантированно высокие уровни защиты персонала и оборудования.

-Снижение ручного вмешательства для увеличения быстрых операций автоматического ремонта.

-Реализация средств интеллектуального дистанционного мониторинга, обнаружения, отчетности.

-Обеспечение превентивного обслуживания на основе состояния.

-Поддержка инженерных работ и испытаний посредством функциональности типа "включи и работай".

-Активное информирование всех заинтересованных сторон о работе подстанций распределения.

-Снижение затрат на установку и обслуживание.

4. Коммуникационные решения

Новая эпоха в электроэнергетике характеризуется комбинацией двух типов производства электроэнергии - централизованного, и децентрализованного. Это приводит к потокам энергии в обе стороны - в том числе и от "умных" домов и жилых областей, где потребители становятся "потребителями-производителями". Ключевой предпосылкой этой смены парадигмы является однородная, покрывающая все элементы коммуникационная сеть, обеспечивающая достаточную пропускную способность между всеми компонентами сети энергоснабжения. В сетях передачи электроэнергии применение систем телекоммуникаций имеет достаточно долгую историю. В современных сетях передачи электроэнергии почти все подстанции уже интегрированы в коммуникационную сеть, что делает возможным мониторинг и управление в реальном времени при помощи системы управления энергией (EMS).

В сетях распределения электроэнергии ситуация несколько отличается. В то время как высоковольтные подстанции часто снабжаются цифровыми средствами связи, инфраструктура связи на более низком уровне распределения еще остается слабой.

В большинстве стран к дистанционному мониторингу и управлению подключено менее 10% трансформаторных подстанций и модулей кольцевых сетей (RMU). В последние годы технологии коммуникация продолжают быстро развиваться, и в секторе снабжения энергией принятым стандартом становится протокол Ethernet. Еще больше упрощается обмен данными между различными компонентами сети с появлением таких международных стандартов, как IEC 61850. Однако последовательные интерфейсы продолжат играть свою роль в будущем для небольших систем. Важным элементом при создании и функционировании Умной Сети являются всесторонняя, полная коммуникация, использующая достаточную пропускную способность, и устройства, совместимые с протоколами IP/Ethernet. Сети такого рода должны, в конечном итоге, достигнуть отдельных потребителей, которые будут интегрироваться в них посредством интеллектуальных счетчиков потребления энергии. Единообразная связь, покрывающая всю сеть, поможет удовлетворить требованиями мониторинга реального времени для всех компонентов сети, и среди прочего, создать возможность развития новых моделей бизнеса для использования интеллектуальных счетчиков и интегрированного распределения произведенной электроэнергии.

Заключение нет сомнения, что будущее принадлежит Умным Сетям, и что производство электрической энергии значительно изменится к тому времени, когда такие сети станут реальностью. Крупные электростанции продолжат обеспечивать основную поставку электрической энергии, но наряду с ними станут использоваться и возобновляемые источники электроэнергии, вызывая колебания в сети. В не очень отдаленном будущем, гибкие промежуточные хранилища временных излишков энергии в сети, видимо, будут использовать мобильные, и стационарные хранилища энергии. Эти устройства будут включаться и выключаться при помощи датчиков и интеллектуальных счетчиков потребления энергии, обеспечивая эффективное управление нагрузкой.

Список литературы

1.Титоренко М. Информационные технологии. М.: Юнити, 2010г.

2.Горелик М.А. и др. Основы экономики телекоммуникаций. М.: Радио и связь, 2010г.

3.Срапионов О.С. и др. Экономика связи. М.: Радио и связь, 2010г.

4. Громов Н.Н., Персианов З.А. Управление на связе.-М.:Связь., 2010г.

Аннотация

Энергетикада?ы «Smart » желілері: болаша??а ?арай, дербес ?зіне ?ам?орлы? ж?не а?аулы?тарын жою ?абілетті интеграциялан?ан microgrids желісі.

"Smart" network : view of the future , a network of integrated microgrids able to independently take care of yourself and troubleshoot, in the energy sector .

Размещено на Allbest.ru