Новая технология для “умных” электросетей решает проблему лавинных отключений электроэнергии

В США продемонстрирована новая технология интеллектуального управления электросетями, которые подвержены высокому риску отключения в периоды летней жары. Система позволяет передавать через существующие сети намного больше энергии в пиковые часы, и поэтому привлекла внимание специалистов в области энергетики и “умных” сетей электроснабжения (Smart grid).

Демонстрация работы системы управления для “умных” электросетей (Smart grid)

В любой протяженной электросети существуют колебания частоты. Она выше в зоне генерации и ниже в зоне потребления. Обычно межзональные колебания не приносят вреда, но в периоды жары и пикового спроса амплитуда колебаний резко увеличивается. Это может привести к массовым отключениям, как в США в 1996 г., когда без света остались миллионы человек сразу в восьми штатах. 

В большинстве случаев проблему межзональных колебаний решают с помощью простого ограничения передаваемой мощности, но это — недополученные доходы. Кроме того, дополнительные линии электропередач для компенсации колебаний стоят дорого и требуют несколько лет на строительство и подключение.

Инженеры Технического университета Монтаны и ученые из Сандийской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработали систему управления электросетью для решения проблемы межзональных колебаний. Систему установили и успешно испытали на сети протяженностью более 1300 км и мощностью  3220 МВт. Ее достаточно для энергоснабжения Лос-Анджелеса.

Новая система непрерывно контролирует уровень мощности в соответствии с амплитудой колебаний

В новой системе управления поверх передачи мощности добавляется сигнал модуляции. Он указывает на то, можно ли добавлять или снижать мощность на величину до 125 МВт сверх запланированного потока мощности. Контроль происходит с помощью распределенных датчиков, которые замеряют колебания в режиме реального времени с корректировкой часов по GPS. Опрос датчиков проводится раз в 16 мс, но если задержка выше 150 мс —  измерения не принимаются во внимание, чтобы избежать ошибок.
Таким образом можно непрерывно управлять мощностью сети и максимально эффективно использовать ее пропускную способность без риска сбоев из-за колебаний.

Три масштабных тестирования системы были проведены в 2017 г. Они включали запуск сильных межзонных колебаний, которые новая система регистрировала, не допуская сбоев в работе сети при подаче максимальной мощности.

Успешные испытания на крупной линии электропередач демонстрируют потенциал новой концепции, которая, вероятно, будет широко использоваться в будущем для повышения безопасности и коммерческой эффективности электросетей.

Если вам нужна профессиональная консультация по “умным” электросетям (Smart grid), просто отправьте нам сообщение!