HVERNIG Á AÐ GERÐA
SMART GRID SMARTRI

Hvernig Gerðu Smart Grid snjallari

Hvernig á að gera snjallnetið snjallara
Undanfarinn áratug hafa margar veitur lagt kapp á að breyta dreifikerfi sínu í „snjallnet“. En ef meðalnetið er orðið svo snjallt, hvers vegna versnar áreiðanleiki bandaríska netsins í heild sinni?
Að meðaltali eyddu Bandaríkjamenn átta klukkustundum án rafmagns bæði 2020 og 2021 — meira en tvöfalt það hlutfall sem sést á hverju ári frá 2013 til 2015. Stórum rafmagnsleysisviðburðum fjölgaði um meira en 60% frá 2015 til 2020.Heimild: US Energy Information Administration

Það fer eftir því hvar þú mælir upplifun viðskiptavinarins mun breyta mæligildinu, ef mæling frá tengivirki „niður“ missir ristið af raunverulegri upplifun viðskiptavina þegar „flettir“ upp ristina og þetta skapar blindan blett á því hver upplifun viðskiptavinarins er – og
Heimsfaraldur leyfði okkur öllum að taka eftir þessum blikkum á jaðri ristarinnar! Margar veitur, og eftirlitsaðilar þeirra, nota System Average Interruption Duration Index (SAIDI) að undanskildum stórviðburðum sem lykiláreiðanleikamælikvarða. Samkvæmt þeim mælikvarða halda flestar veitur áfram að vinna frábært starf við að reka áreiðanleika netsins. Hins vegar, í heimi þar sem loftslagsbreytingar ýta undir aukningu á öfgakenndum veðuratburðum, er ekki skynsamlegt að mæla hversu góð veita er í að halda
rist á þegar himinninn er blár. Veitur verða að betrumbæta lykilmælikvarða sína fyrir þær sem fylgjast með hverjum einasta notandatage - Þörf er á sönnum viðnámsráðstöfunum á neti sem sýna hversu vel veitan heldur áfram eða endurheimtir orku fljótt þegar stórir atburðir eins og fellibylir og snjóstormur eiga sér stað.
Það er grundvallaratriði í viðskiptum að það sem ekki er mælt er ekki hægt að stjórna. Þegar veitur mæla fyrir seiglu geta þau leitað eftir restinni af svarinu við því hvers vegna áreiðanleiki nets versnar. Það svar byrjar á því að því miður eru flest veitukerfi í Bandaríkjunum bara ekki svo snjöll … ennþá. En þeir geta verið.

Að skilgreina snjallnet sem er byggt fyrir seiglu

Veituleiðtogar tala í góðri trú þegar þeir segjast hafa fjárfest í snjallari neti. Ruglið er að hugtakið „snjallnet“ getur þýtt mismunandi hluti fyrir mismunandi fólk.
Veitur víðs vegar um Bandaríkin hafa fjárfest í háþróaðri mælingarinnviði (AMI), oft þekktur sem snjallmælar. AMI er mikilvæg byggingareining fyrir snjallnet, sem býður tólum gríðarlega betri innsýn í orkunotkun viðskiptavina og getu til að framleiða mikilvægar greiningar.
Því miður veitir AMI mikilvægar upplýsingar en engin leið til að grípa til aðgerða. Veitur þurfa getu eins og snjallskipti á dreifikerfi til að hámarka fjölda viðskiptavina sem halda rafmagni í aftakaveðri og lágmarka lengdtages fyrir þá sem gera það ekki.
Sannkölluð snjallnet byggð til að auka seiglu vinna gegn áhrifum aftakaveðurs, sem gerir hraðari og jafnvel sjálfvirkri festingu á ristinni með snjallstýringu.
Til að ná snjallstýringu þarf að setja upp snjalldreifingarnetstækni, svo sem að skipta út 110 ára gamalli öryggistækni fyrir háþróaðan hliðarvarnarbúnað, eins og TripSaver II frá S&C, sem prófa sjálfkrafa hvort bilanir séu tímabundnar eða
varanleg, bjarga viðskiptavinum frá óþarfa eða framlengdum outages. Með því að breyta dreifingarnetinu í Industrial Internet of Things (IIoT) uppfyllir það nútímaskilgreininguna á snjallneti — það sem getur skipt um rofa til að forðast truflun eins og rafmagnsnet.tage eða að bera kennsl á og einangra vandamál samstundis þannig að endurheimt sé öruggara, fljótlegra og auðveldara.

Láttu nýjar áskoranir móta snjalldreifingarnet

Að skilja hvernig snjallt dreifingarnet byggt fyrir seiglu ætti að líta út byrjar á því að meta áskoranirnar sem eru framundan. Þó að hvert veitutæki standi frammi fyrir einstökum vandamálum eftir landafræði þess, loftslagi, lýðfræði viðskiptavina og núverandi innviði, eru nokkrar stefnur sem deilt er um iðnaðinn að fanga athygli leiðtoga veitustofnana, þar á meðal:

• Vaxandi notkun rafknúinna farartækja (EVS) og raftækja í byggingum
• Uppgangur dreifðra orkuauðlinda (DERs)
• Fjölgun aftakaveðurs

Rafvæðing
Styrkt enn frekar árið 2022 með lögum um lækkun verðbólgu (IRA), upptaka rafbíla og rafvæðing bygginga í formi varmadæla og rafmagns heitavatnshitara mun knýja fram bylgju nýrrar rafhleðslu og eftirspurnartoppa á mörgum veituþjónustusvæðum.
Edison Electric Institute spáði því að þriðjungur allrar sölu á léttum ökutækjum verði rafbílar árið 2030 í 2022 skýrslu sem gefin var út áður en IRA stofnaði skattafslátt fyrir nýja og notaða rafbíla. Rocky Mountain Institute áætlar að IRA ívilnanir muni hvetja til uppsetningar á 7.2 milljón rafvarmadælum.
Stór hluti netbrúnarinnar er ekki undir því verkefni að knýja stóra rafbíla húseiganda - miklu síður floti rafbíla.
Þó netrekendur geri sitt besta til að forðast slíkar aðstæður, þá eiga veitur sem ekki grípa til afgerandi aðgerða á hættu að standa frammi fyrir því mjög óþægilega verkefni að segja nýjum rafbílaeigendum að þeir geti ekki hlaðið bíla sína vegna þess að rafmagnsinnviðirnir þar sem heimili þeirra tengist
að rist ræður ekki við það.
DERs
Blanda af ríkis- og alríkisáætlunum, þar á meðal meira fjármagni frá IRA, mun flýta fyrir upptöku DERs - sérstaklega sólkerfi heima, rafhlöðugeymslukerfi og samsett sólar- og rafhlöðugeymslukerfi.
Á stöðum eins og Kaliforníu þar sem dreifð sólarupptaka er mikil, hafa húseigendur þegar fundið fyrir gremju mánaðar- eða áralangra ferla til að fá kerfi sín tengd við netið. Tafir á DER samtengingum eru eins mikil vonbrigði fyrir viðskiptavini veitukerfisins og að geta ekki hlaðið rafbíla sína, samt munu fleiri veitur standa frammi fyrir þeim þrýstingi eftir því sem DER innleiðing vex.
Ofsalegt veður
Búist er við að aftakaveður í Bandaríkjunum versni.
Frá nýlegum fellibyljum eins og fellibylnum Ian, sem sló út rafmagn til næstum 3 milljóna heimila og fyrirtækja í Flórída í september, til banvæns vetrarstorms um jólin um helgina sem leiddi til rafmagnsleysis og rafmagnsleysis.tagÁ Austurlandi afhjúpaði ofsaveður árið 2022 gríðarlega veikleika netsins.

Framtíðarsýn fyrir snjallt dreifingarnet

Margir leiðtogar veitustofnana vinna ötullega að því að undirbúa öldrun innviði þeirra til að tryggja að net þeirra verði áfram áreiðanlegt og seigur í ekki svo fjarlægri framtíð sem er skilgreind af rafvæðingu, DER og aftakaveðri. Hins vegar verður fjárfesting þeirra að engu ef þeir nútímavæða ekki einnig sögulega séð, vanfjárfesta dreifikerfi.
Skortur á seiglu verður sífellt óþolandi þar sem fleiri viðskiptavinir reiða sig á rafmagn til að keyra, til húshitunar og annarra grundvallarþarfa.
Eina leiðin til að ná seiglu er með því að búa til snjallt dreifingarnet.
Leiðtogar veitustofnana ættu að meta að hve miklu leyti rafvæðing, DER og aftakaveður munu hafa áhrif á net þeirra á næstu árum, og setja síðan sýn fyrir stefnumótandi netfjárfestingar sem ætlað er að takast á við hverja áskorun á skilvirkan og kostnaðarhagkvæman hátt. Þó að framtíðarsýn hverrar veitu fyrir snjalldreifingarnetið sé mismunandi eftir einstökum áskorunum þess, munu þau líklega eiga ýmislegt sameiginlegt:

• Fjárfestingar í tækni sem hjálpa til við að gera sífellt flóknara net auðveldara í stjórnun og takast á við ört vaxandi þarfir hegðunar viðskiptavina. Þessar fjárfestingar ættu að fela í sér tækni sem gerir dreifingu sjálfvirkni kleift, sjálfsheilun, hliðarvörn eða neðanjarðar.
• Áætlun sem spannar allt kerfið til að tryggja áreiðanleika og seiglu fyrir alla viðskiptavini, óháð því hvar þeir eru eða hvernig veðrið er.
• Tæki sem vinna saman að því að skilja hvað er að gerast á netinu og geta unnið sjálfstætt að því að endurheimta orku, að lokum draga úr eða lágmarka umfangtage.

Að ná snjallri sýn á dreifikerfi með þessum þáttum mun hafa jákvæð áhrif fyrir veituna og viðskiptavini þess. Þó að nútímavæðing kerfisins krefjist fjárfestingar, leiðir vel ígrunduð og vel útfærð áætlun til sveigjanlegs nets sem getur staðið undir heimilum, fyrirtækjum og mikilvægum innviðum og þarfnast ekki endurreisnar eftir hvern storm. Þessir kostir eru bein ávöxtun fyrir bæði veitur og viðskiptavini sem gera rök fyrir nútímavæðingu.

Tilfelli: Florida Power & Light

Aftakaveður er skýrasta og núverandi notkunartilvikið fyrir snjallt dreifikerfi. Fyrir storm verða veitur að innleiða kerfi snjalltækni frá tengivirki að netbrún sem vinnur saman á öllum stigum dreifikerfisins þannig að hægt sé að lágmarka vandamál, svo sem bilanir eða annað álag, þegar stormurinn skellur á og virkja síðan koma hraðar í þjónustu fyrir þá sem missa orku.
Þegar öflugur 4. flokks fellibylur Ian skall á suðvesturströnd Flórída þann 28. september 2022 misstu um það bil 2 milljónir Florida Power & Light (FPL) viðskiptavini í upphafi orku í hörmulegum vindum, stormbyljum og flóðum.
Hins vegar, áður en stormurinn hafði hreinsað þjónustusvæði FPL, byrjaði veitan að endurheimta rafmagn til viðskiptavina. Innan við sólarhring eftir að stormurinn gekk í gegn hafði FPL komið rafmagni aftur á meira en 24 milljón viðskiptavina og næstum allir viðskiptavinir voru aftur nettengdir dögum síðar.
Hvernig tókst FPL þessu afreki, miðað við langa outages viðskiptavinir annarra veitna frammi eftir storminn eða langvarandi outagstendur frammi um allt Suðausturland árið 2021 eftir fellibylinn Ida?
Svarið má að mestu leyti rekja til þess að FPL neitaði að láta svæðisbundnar veðuráskoranir ráða hæfni sinni til að veita áreiðanlega afl og framkvæmd hennar á alhliða áætlun um endurbætur á kerfinu.
Auk þess að herða netið og endurskilgreina frammistöðu kerfisins á stórviðburðadögum, svo sem miklum stormum, ákvað FPL að snjölla netið með því að fjárfesta í leiðandi sjálfvirkni dreifingartækni.
Eftir að hafa unnið með S&C Electric Company í mörg ár, uppfærði FPL fóðrari sína og hliðarhluta með því að setja upp þúsundir bilanaprófunartækja S&C. Þegar bilanir koma upp, bilun-prófunartæki koma í veg fyrir að tímabundin vandamál verði varanlegtages. Ef viðvarandi bilanir eiga sér stað getur sjálflæknandi tækni einangrað þær og endurbeint afli frá öðrum aðilum - sem lágmarkar umfangtage til sem minnsts fjölda viðskiptavina. Margar bilanir eiga sér stað í miklu óveðrinu sem Flórída verður fyrir og þessi snjalltæki virka sem „fyrstu viðbragðsaðilar“ sem geta sjálfkrafa endurheimt orku, jafnvel í auga stormsins.
Með því að fjárfesta á undan fellibylnum Ian, hjálpaði nútímatækni FPL veitunni að starfa á háu stigi til að halda viðskiptavinum á netinu meðan á storminum stendur og gera það auðveldara að endurheimta fljótt hluta netsins sem misstu afl.

4 skref til að hefja leiðina að seiguru snjallneti

Eftir að leiðtogar veitustofnana meta hvernig nýjar straumar munu ögra dreifikerfi þeirra og koma sér upp framtíðarsýn fyrir snjallnet sem mun skila seiglu og áreiðanleika, verða þeir að setja stefnu til að gera framtíðarsýn sína að veruleika. Þetta byrjar með röð af skipulagningu og
framkvæmdarskref:

1. Veldu traustan samstarfsaðila með sérfræðiþekkingu á sviði snjallnetstækni sem getur veitt óhlutdrægt mat á öllu dreifikerfi veitunnar - frá tengivirkjum til netbrúnar. Veituleiðtogar halda stundum að netin þeirra séu „nógu snjöll“ vegna fyrri fjárfestinga í minniháttar sjálfvirkni, svo það er mikilvægt fyrir þá að fá óháð mat á því hversu langt net þeirra þarf að ganga til að verða sannarlega snjöll og tilbúin fyrir framtíðina.
2. Með netmat í höndunum er kominn tími til að uppfæra áætlanagerð dreifikerfisins til að koma ráðlögðum fjárfestingum á fjárfestingarvegakortið. Til að fá samþykki fyrir vaxtahækkunum sem gætu verið nauðsynlegar til að fjármagna netfjárfestingar, verður mikilvægt að búa til skýrt og sannfærandi mál þar sem fram kemur ávinningurinn sem viðskiptavinir munu sjá — og kostnaðinn við að fjárfesta ekki í snjallneti.
3. Þegar fjárfestingar hafa verið kortlagðar geta veitur framkvæmt tilraunaverkefni til að prófa ný tæki á kerfinu. Að sanna ávinninginn og sýna árangur í gegnum flugmenn geta hjálpað til við að sannfæra eftirlitsaðila um að fjárfesting sé þess virði.
4. Halda stöðugum samskiptum við viðskiptavini um ávinninginn sem þeir fá, svo sem forðast kostnað og minnitages. Á þessum stigstækkunarfasa er mikilvægt að forðast greiningarlömun og dauða af 1,000 flugmönnum. Aftakaveður og raforkubylgja og DER munu ekki bíða eftir endalausum flugmönnum. Flugmenn ættu að endast mánuði, ekki ár, og leiðtogar veitustofnana ættu að vera tilbúnir til að stækka farsæla flugmenn fljótt.
5. Þegar veitur bera kennsl á árangursríka tilraunaverkefni þar sem ný tækni er að styrkja netviðnám er kominn tími til að taka stórar og djarfar ákvarðanir vegna þess að breytingarnar sem standa frammi fyrir veitukerfi eru að koma hratt. Að sækjast eftir fjárfestingum í snjalldreifingarneti með sannreyndri tækni lágmarkar áhættu, dregur úr kostnaði og flýtir fyrir ferlinu við að búa til háþróaða snjallt dreifikerfi.

Niðurstaða

Gögnin eru skýr: Þegar stórir atburðir eins og aftakaveður eru teknir með eru netkerfi að verða óáreiðanlegri. Vaxandi skortur á seiglu leiðir nú þegar til gremju og neikvæðra útkoma hjá viðskiptavinum og eftirlitsaðilum, sem mun skaða afkomu rafveitu til lengri tíma litið.
Aukning raforku, uppbygging DER og aftakaveður mun aðeins auka þrýstinginn á rist og ögra seiglu. Nú er kominn tími fyrir veitur til að mæla seiglu svo þau geti tekist á við áskorunina.
Til að tryggja að netin haldist seigur verða veitur að bregðast við áður en raforkubylgja og DER kemur eða næsti stóri stormur skellur á. Veitur þurfa lausnir á dreifikerfi sem skila snjöllri stjórn frá tengivirki að brún net til að viðhalda áreiðanleika og seiglu nets í framtíðinni.
Með yfir 100 ára sérfræðiþekkingu á neti, leggur S&C Electric Company áherslu á að hjálpa viðskiptavinum að tryggja að net þeirra sé tilbúið fyrir næstu 100 árin með óviðjafnanlega sérfræðiþekkingu, leiðandi gæðum og viðskiptavinamiðaðri nýsköpun.
Við beitum nýjungum til að takast á við þær áskoranir sem raforkukerfi nútímans og morgundagsins standa frammi fyrir. Með sérstakri áherslu á áreiðanleika og seiglu hjálpum við til við að draga úr tímalengd orkutags frá klukkustundum til sekúndna - eða til engin outage yfirleitt.

2000-T150
T&D World © janúar 2024
S&C tengiliðaupplýsingar:
Höfuðstöðvar á heimsvísu
S&C rafmagnsfyrirtækið
6601 N Ridge Blvd
Chicago, IL 60626-3997
(+1) 585-953-0111
media@sandc.com

Skjöl / auðlindir

T DWorld Hvernig Gerðu Smart Grid snjallari [pdfNotendahandbók Hvernig Gerðu Smart Grid snjallari, Smart Grid Smarter, Grid Smarter, Smarter

Heimildir

• Notendahandbók